CN117268547A - 用于测量由场景反射的电磁辐射的估计线性偏振度的系统 - Google Patents
用于测量由场景反射的电磁辐射的估计线性偏振度的系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117268547A CN117268547A CN202310742795.2A CN202310742795A CN117268547A CN 117268547 A CN117268547 A CN 117268547A CN 202310742795 A CN202310742795 A CN 202310742795A CN 117268547 A CN117268547 A CN 117268547A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- pixel
- radiation
- scene
- pixels
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 51
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 26
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 5
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J4/00—Measuring polarisation of light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J4/00—Measuring polarisation of light
- G01J4/04—Polarimeters using electric detection means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0208—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using focussing or collimating elements, e.g. lenses or mirrors; performing aberration correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0224—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using polarising or depolarising elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本描述涉及一种用于确定由场景(Sc)反射的辐射的估计偏振度(DOP’)的系统(10)，包括：第一电磁辐射的第一光源(16)，所述第一电磁辐射在第一频率下并根据第一方向被直线地偏振；第二电磁辐射的第二光源(20)，所述第二电磁辐射在大于第一频率的第二频率下并根据不平行于第一方向的第二方向被直线地偏振；以及由场景反射的辐射的图像的采集设备(12)，其包括被配置为捕捉反射辐射的第一像素(P1、P2)，每个第一像素被覆盖有根据不垂直于第一方向的第三方向的直线偏振器(22)。
Description
本专利申请要求法国专利申请FR22/06124的优先权权益，其经法律授权通过引用纳入本文。
技术领域
本申请涉及用于确定电磁辐射的偏振度的设备的领域。
背景技术
电磁辐射可以是完全偏振的、部分偏振的或完全非偏振的。部分偏振辐射可以被描述作为偏振辐射和完全非偏振辐射的总和。偏振度(DOP)是偏振信号的功率与电磁辐射的总功率之比，并且对应于从0至1变化的数字。
偏振的电测辐射可以全部或部分地失去其相干性，并且从而通过在场景上反射而变得去偏振，特别是根据表面条件或形成场景的元素的材料。相似地，非偏振的电磁辐射可以通过在场景上反射而全部或部分地偏振，特别是根据表面条件或形成场景的元素的材料。
因此，由场景反射的辐射的偏振度DOP的图像可以用于确定场景的元素的某些特性，特别是表面条件或存在于场景的元素的表面处的材料的性质。
用于确定反射辐射的偏振度DOP的图像的系统可以包括：光源，其朝向场景发射根据给定方向被直线地偏振的辐射，以及反射辐射的传感器，其具有的每个像素被覆盖有直线偏振器。
这样的系统的缺点在于，它需要根据不同的方向使用直线偏振器，例如，平行于给定方向、垂直于给定方向、相对于给定方向倾斜+45°等。不同类型的直线偏振器在传感器上的形成可能很复杂，更何况当前的趋势是要减小像素尺寸。
发明内容
实施例的目的是提供一种用于确定偏振度的图像的系统，以克服现有电子设备的全部或部分缺点。
实施例提供了一种用于确定由场景反射的辐射的估计偏振度的系统，该系统包括：
-第一电磁辐射的第一光源，该第一电磁辐射在第一频率下并且根据第一方
向被直线地偏振；
-第二电磁辐射的第二光源，该第二电磁辐射在大于第一频率的第二频率下
并且根据不平行于第一方向的第二方向被直线地偏振；以及
-用于采集由场景反射的辐射的图像的设备，该设备包括被配置为捕捉反射辐射的第一像素，每个第一像素被覆盖有根据不垂直于第一方向的第三方向的直线偏振器。
根据实施例，第三方向与第一方向完全相同。
根据实施例，第二频率是第一频率的倍数。
根据实施例，第二频率是第一频率的两倍。
根据实施例，第一频率在从25MHz至100MHz的范围内。
根据实施例，第二方向垂直于第一方向。
根据实施例，采集设备除了根据第三方向的直线偏振器以外不包括其他直线偏振器。
根据实施例，采集设备进一步被配置为提供场景的深度图像。
根据实施例，采集设备进一步被配置用于对场景的2D图像的采集，并且包括第二2D图像像素。
根据实施例，采集设备包括：包括第二像素的第一传感器和包括第一像素的第二传感器的堆叠。
实施例还提供了一种确定由场景反射的辐射的估计偏振度的方法，该方法包括以下步骤：
通过第一光源发射第一电磁辐射，该第一电磁辐射在第一频率下并且根据第一方向被直线地偏振；
通过第二光源发射第二电磁辐射，该第二电磁辐射在大于第一频率的第二频率下并且根据不平行于第一方向的第二方向被直线地偏振；以及
通过采集设备采集由场景反射的辐射的图像，该采集设备包括被配置为捕捉反射辐射的第一像素，每个第一像素被覆盖有根据第一方向的直线偏振器。
根据实施例，第二频率等于第一频率的两倍，该方法还包括以下步骤：
由第一像素对Ntap个样本Ik的采集，所述样本Ik是在移位的时间段Tint期间通过对反射辐射的检测而光产生的电荷的样本，Ntap是大于或等于五的整数；对系数an和bn的确定，n是从1至2变化的整数，根据以下关系式：
[公式1]
其中，ω是与第一频率相关联的脉冲；
根据以下关系式对系数cn的确定：
[公式2]
根据以下关系式对估计偏振度DOP’的确定：
[公式3]
附图说明
前述特征和优点以及其他特征和优点将在具体实施例的公开内容的其余部分中详细描述，这些实施例是参照附图通过说明性而非限制性的方式给出的，在附图中：
图1示意性地显示了用于确定电磁辐射的估计偏振度的系统的实施例；
图2是示出由图1的系统接收到的场景反射的电磁辐射的光强度的示例的曲线图；
图3是由非偏振辐射照射的场景反射的辐射的偏振度的灰度图像；
图4是由直线偏振辐射照射的与图3中相同的场景反射的辐射的偏振度的灰度图像；
图5是由两个直线偏振辐射照射的与图3中相同的场景反射的辐射的估计偏振度的灰度图像；
图6是示出了图1的系统的图像采集设备的实施例的局部且简化的横截面视图；
图7是显示图6的图像采集设备的像素的布置的示例的简化俯视图；
图8示意性地显示了图6的图像采集设备的像素的电路的实施例；
图9是示出了图1的系统的包括2D像素和Z像素的图像采集设备的另一实施例的局部且简化的横截面视图；
图10是显示图9的图像采集设备的2D像素和Z像素的布置的示例的简化俯视图；
图11是显示图9的图像采集设备的2D像素和Z像素的布置的另一示例的简化俯视图；
图12是示意性且局部地示出了图1的系统的适于采集2D图像以及估计偏振度的图像的图像采集设备的实施例的横截面视图；
图13是显示图12的图像采集设备的2D像素和Z像素的布置的另一示例的简化俯视图；
图14是示意性且局部地示出了图1的系统的适于采集2D图像以及估计偏振度的图像的图像采集设备的另一实施例的横截面视图；以及
图15是显示图14的图像采集设备的2D像素和Z像素的布置的示例的简化俯视图。
具体实施方式
在各图中，相同的特征已由相同的附图标记指明。特别地，在各种实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以设置完全相同的结构、尺寸和材料性质。为了清楚起见，仅示出和详细描述了对于理解本文所描述的实施例有用的步骤和元件。
除非另有指示，否则当提到连接在一起的两个元件时，这表示除了导体以外没有任何中间元件的直接连接，而当提到耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接或者它们可以经由一个或多个其他元件被耦合。此外，本文中认为术语“绝缘的(insulating)”和“导电的(conductive)”分别表示“电绝缘(electrically-insulating)”和“电导电(electrically-conductive)”。
表达“大约(about)”、“近似(approximately)”、“基本上(substantially)”和“以……的数量级(in the order of)”表示正负10％，优选是正负5％。除非另有说明，否则序数形容词诸如“第一(first)”、“第二(second)”等，仅被用于将元素彼此区分开。特别地，这些形容词并不将所描述的实施例限制到这些元素的具体顺序。
一般地，电磁辐射可以分解成沿着第一方向的复数分量Ex和沿着第二方向/>的复数分量Ey。电磁辐射的偏振状态可以由斯托克斯(Stokes)向量[S0,S1,S2,S3]T表示。参数S0对应于电磁辐射的总测量强度，是正的。参数S3对应于圆形偏振强度，根据转动方向可以是正的或负的。总和S1+iS2对应于直线偏振强度，是考虑偏振方向的倾斜度θ的复数。斯托克斯向量[S0,S1,S2,S3]T可以根据以下关系式公式4来定义。
[公式4]
其中，两条竖线||表示振幅，星号*表示复数共轭，Re表示复数的实部，以及Im表示复数的虚部。
电磁辐射可以是完全偏振的、部分偏振的或完全非偏振的。部分偏振辐射可以被描述作为偏振辐射和完全非偏振辐射的总和。偏振度DOP(也被称为偏振率)是偏振信号的功率Ipol与总功率Itot之比，其可以由此根据以下关系式公式5用斯托克斯参数写出：
[公式5]
图1示意性地显示了用于确定电磁辐射的偏振度的系统10的实施例，该系统10包括图像采集设备12。
系统10包括第一光信号发射电路14，其驱动第一光源16，例如，发光二极管。第一光源16发射第一电磁波第一电磁波是在第一频率fα下，根据第一方向/>被直线地偏振的波。第一电磁波在近红外光谱中的波长处，例如在从700nm至2000nm的范围内，例如，约940nm，约1100nm，或约1400nm，这些是在太阳光谱中没有出现的波长，因为它们被大气层吸收了。直线偏振器(未显示)可以与该第一光源16相关联，以确保第一电磁波/>根据第一方向/>的直线偏振。
系统10包括第二光信号发射电路18，其驱动第二光源20，例如，发光二极管。第二光源20发射第二电磁波第二电磁波是在第二频率fβ下，根据第二方向/>被直线地偏振的波。根据实施例，第一方向/>垂直于第二方向/>第二电磁波在近红外光谱中的波长处，例如在从700nm至2000nm的范围内，例如，约940nm，约1100nm，或约1400nm，这些是在太阳光谱中没有出现的波长，因为它们被大气层吸收了。直线偏振器(未显示)可以与该第二光源20相关联，以确保第二电磁波/>根据第二方向/>的直线偏振。
根据实施例，第一电磁波和第二电磁波/>被同时发射。根据另一实施例，第一电磁波/>和第二电磁波/>被连续发射。根据另一实施例，第一光源16被配置为发射第一结构光，而第二光源20被配置为发射第二结构光。在这种情况下，第一结构光和第二结构光被连续发射。
在实践中，光源16和20在所确定的波长处或在所确定的波长范围内发射光，优选是窄波长范围，例如具有小于3nm的半最大处宽度的范围，例如，对于光源16，为中心发射波长在940nm的数量级上的源。
第一电磁波和第二电磁波例如是经由一个或多个透镜(图1中未显示)发射的。根据实施例，第二频率fβ等于第一频率fα的倍数M，M是大于或等于2的整数。根据实施例，M等于2，并且第二频率fβ等于第一频率fα的两倍。
包括第一电磁波和第二电磁波的光信号朝向场景Sc被发射。
图像采集设备12包括图像传感器W1以及根据第一方向取向的直线偏振器22。从场景反射的光信号/>的光由传感器W1经由直线偏振器22捕捉到。图像传感器W1例如包括多个像素(下文中被称为Z像素)，其能够接收由场景Sc反射的光信号，并且用于确定由场景Sc反射的光信号的偏振度的估计值。图像采集设备12还可以例如在直线偏振器22与场景之间包括光学系统，该光学系统例如包括成像透镜24以及微透镜26的阵列，其将光聚焦到传感器W1的各个像素上。
系统10的处理器28例如与图像采集设备12以及光信号发射电路14和18耦合，并且基于由图像采集设备12的像素捕捉到的信号，针对每个像素，确定由像素捕捉到的光信号的估计偏振度。由处理器28生成的估计偏振度的图像例如被存储在系统10的存储器30中。
由第一光源16发射的第一电磁波可以对应于正弦波，并且然后可以根据以下关系式公式6写出：
[公式6]
由第二光源20发射的第二电磁波可以对应于正弦波，并且然后可以根据以下关系式公式7写出：
[公式7]
朝向场景Sc发射的光信号通过以下关系式公式8提供：
[公式8]
由场景反射的光信号通过以下关系式公式9建模：
[公式9]
其中rx对应于沿着方向的光学反射率，ry对应于沿着方向/>的光学反射率，以及d对应于漫反射率。
在穿过偏振器22之后，只有沿着方向的分量被保留，以便达到每个像素Z的光信号具有振幅Eph，该振幅Eph通过以下关系式公式10给出：
[公式10]
达到每个像素Z的光强度Iph(t)通过以下关系式公式11给出：
[公式11]
其中，R等于rx 2且D等于d2。
将ω称为对应于频率fα并提醒fβ等于M倍的fα的脉冲，达到每个像素Z的光强度Iph(t)也可以根据以下关系式公式12写出：
[公式12]
Iph(t)＝cαsin(ωt+φα)+cβsin(Mωt+φβ)
＝aαcos(ωt)+bαsin(ωt)+aβcos(Mωt)+bβsin(Mωt)
图2显示了在频率fβ是频率fα的两倍的情况下，由图像采集设备12的一个像素接收到的光信号的光强度Iph(t)随时间t推移的变化的曲线32的示例。它是周期为Tsignal的伪周期信号。
由每个像素Z捕捉到的信号被采样，以提供数量Ntap的样本Ik，其中Ntap是大于或等于5的整数，且k是从0至Ntap-1变化的整数。每个样本Ik可以根据以下关系式公式13写出：
[公式13]
其中Tint是针对每个样本Ik的积分时间段，并且Te是将两个连续积分的开始分隔开的时间段。每个样本对应于曲线32下面积的一部分。作为示例，六个样本I0、I1、I2、I3、I4和I5在图2中示出。
每个样本Ik例如是在大量的周期Tsignal上积分的，例如，在大约100,000个周期上，或更一般地从10,000至1,000万个周期。每个采样窗口例如具有范围高达光信号周期的四分之一的持续时间Tint。在图2的示例中，每个采样窗口具有相同的持续时间Tint。可能存在或不存在将采样窗口与下一个分隔开的时间间隔，并且在某些情况下，在采样窗口之间可能存在重叠。每个采样窗口例如具有在从光信号的周期Tsignal的10％至30％的范围内的持续时间Tint，在像素每个周期Tsignal捕捉六个样本的情况下。
系数aα、aβ、bα和bβ通过以下关系式公式14给出：
[公式14]
根据实施例，为了确定系数aα、aβ、bα和bβ，接收到的信号通过以下方式被采样，通过连续地且以固定的间隔转移：在第一样本I0的采样窗口期间在一个Z像素中光产生的电荷，在第二样本I1的采样窗口期间在同一个Z像素或另一个Z像素中光产生的电荷，在第三样本I2的采样窗口期间在同一个Z像素或另一个Z像素中光产生的电荷，在第四样本I3的采样窗口期间在同一个Z像素或另一个Z像素中光产生的电荷，在第五样本I4的采样窗口期间在同一个Z像素或另一个Z像素中光产生的电荷，以及在第六样本I5的采样窗口期间在同一个Z像素或另一个Z像素中光产生的电荷。在所获得的信号由输出电路读取之前，这六次转移被重复大量的次数，例如，100,000次。根据另一实施例，Z像素可以被配置为在相同的采集阶段期间采集仅针对两个或三个样本光产生的电荷。在这种情况下，可以进行两个或三个采集阶段以获得所有样本。
系数cα和cβ通过以下关系式公式15给出：
[公式15]
系数cα和cβ也可以通过将频率fα下的分量与频率fβ下的分量分离，从先前描述的关系式公式11中获得。然后，获得以下关系式公式16：
[公式16]
光强度与/>之比是已知的。作为示例，如果考虑到光源16和22发射具有相同强度的光信号，则强度/>等于强度/>并且获得以下等式公式17：[公式17]
达到像素Z的辐射的偏振度的估计值DOP’(下文中被称为估计偏振度)根据以下关系式公式18被视为等于该比：
[公式18]
使用的样本的数量Ntap特别取决于期望的准确率。使用的样本的数量Ntap越大，可接受的噪声水平就越大。
图3是由非偏振光照射的场景反射的辐射的偏振度DOP的灰度图像。非偏振平面电磁波的DOP等于0，偏振平面电磁波的DOP等于1。如图所示，由场景反射的辐射的偏振度DOP在图像的大部分上是空的或低的，这表明反射辐射主要是非偏振的。只有在场景的某些部分上的反射才倾向于使反射辐射局部地偏振。
图4是由直线偏振光照射的与图3中相同的场景反射的辐射的偏振度DOP的灰度图像。如图所示，场景的某些元素使反射辐射去偏振，而场景的其他元素不会使反射辐射去偏振。
图5是由图1所示的系统10获得的与图3中相同的场景反射的辐射的估计偏振度DOP’的灰度图像。图5基本上与图4完全相同，这表明了估计偏振度DOP’是偏振度DOP的相关估计值。
在先前描述的实施例中，由光源16和20发射的光信号各自具有正弦波的形状。然而，在可替选的实施例中，由光源16和20发射的光信号可能各自具有不同的周期性形状，例如由每个源具有至少一个不同频率的正弦波的总和形成，或者对应于偶数的方波M。
在这种情况下，先前描述的关系式公式12被替换为以下关系式公式19：
[公式19]
其中，Nharmo等于所考虑的谐波数量。
根据实施例，仅使用每个电磁波的一次谐波(first harmonic)，以便前面描述的关系式公式14可以用于确定系数aα、aβ、bα和bβ。
根据实施例，系统10进一步被配置为确定深度图像。为此目的，根据实施例，系统10进一步被配置为检测接收到的信号的相位以形成深度图像。在所发射的光信号与所接收的光信号之间存在相移Δφβ，其表示源自发光二极管16的第一光信号经由反射了光信号的场景Sc的物体到图像采集设备12的飞行时间(ToF)。因此，到场景Sc中的物体的距离d的估计值可以通过使用以下等式公式20来计算：
[公式20]
其中，c表示光速。
相似地，到场景Sc中的物体的距离d的估计值也可以通过使用以下等式公式21来计算：
[公式21]
如果捕捉到的信号足以指定最远物体的距离，也就是说，其中d大于c/(2fβ)的距离，则获知到频率fα小于频率fβ。使用频率fα下的电磁波以确定距离d也可以使能解决对于离场景Sc最远的物体的通过使用频率fβ下的电磁波而出现的2*π相位跃变(phase jumps)问题。对于近的物体，因为由源16和20发射的两个电磁波在相同的物体上反射并且遵循相同的光路，所以由等式公式20和公式21确定的距离在理论上是相同的。
例如，相移Δφβ基于对由Z像素在至少三个不同的采样窗口期间，优选地在四个不同的采样窗口期间捕捉到的信号的采样，在光信号的每个周期期间来估计。在R.Lange和P.Seitz的题为“Solid-state TOF range camera(固态TOF测距相机)”的出版物，IEE J.onQuantum Electronics,vol.37,No.3,2001年3月中进一步详细描述了基于对每个周期四个样品的检测的技术，该出版物经法律授权通过引用纳入本文。本实施例例如是基于对每个周期四个样本的检测。
处理器20基于由图像采集设备12的Z像素捕捉到的信号，确定场景Sc中的物体的对应距离。由处理器20生成的深度图像例如被存储在存储器22中。
对于通过使用相移对深度的确定，用于获得样本Ik的采样窗口的定时被控制为与由源16发射的第一光信号的定时同步。例如，光信号发射电路14基于时钟信号CLK(图1)生成光信号，并且图像采集设备12接收相同的时钟信号CLK，以通过例如使用延迟元件引入适当的相移来控制每个采样窗口的结束时间。
基于光信号的积分样本Ik，并且对于纯正弦光波，光信号的相移Δφβ和Δφα可以通过使用以下关系式公式22来确定：
[公式22]
Δφα＝φα0-φα
Δφβ＝φβ0-φβ
其中，相位φα0和φβ0是由关系式公式6和公式7定义的那些。此外，在样本数量Ntap等于4以及使用了频率f下的单个电磁波的情况下，获得以下等式公式23：
[公式23]
根据确定深度图像的实施例，第一电磁波和第二电磁波/>被同时发射。根据另一实施例，深度图像通过直接飞行时间(直接TOF)检测来确定。然后，第一光源16适于朝向场景Sc发射光脉冲，并且采集设备12被配置为检测由场景的物体反射的返回光信号。通过光信号的飞行时间计算，场景中物体到采集设备的距离被确定。作为示例，采集设备12的像素可以使用SPAD型(单光子雪崩二极管)光电二极管。在这样的实施例中，第一电磁波和第二电磁波/>可以被连续发射。在这种情况下，波/>和/>不按频率fα和fβ调制。
这些波然后被记录为和/>
图6是示意性且局部地显示图像采集设备12的实施例的横截面。
图像采集设备12包括在半导体基底100(例如，单晶硅基底)的内部和顶部形成的传感器W1，传感器W1包括多个像素P1，每个像素P1包括光电二极管。
应该注意的是，在本公开中，元件的前表面和后表面分别意指旨在面向期望采集其图像的场景的元件的表面以及与其前表面相对的元件的表面。在图6的实施例中，图像采集装置12的前表面和后表面分别是其上表面和下表面。
在所示的实施例中，传感器W1的每个像素P1包括光电二极管101，该光电二极管101包括在半导体基底100中形成的一个或多个局部植入区域。在本实施例中，光电二极管101的植入区域被布置在基底100的后表面侧上。每个像素P1还可以包括一个或多个附加的部件(未显示)，例如，绝缘栅场效应晶体管(也被称为MOS晶体管)，其被形成在基底100的后表面侧上，例如在基底100中和在基底100的后表面上。传感器W1还包括互连堆叠110，由涂覆着基底100的后表面的交替的介电层和导电层形成，在其中形成了将传感器W1的像素P1连接到外围控制和电源电路(未显示)的导电轨道和/或电连接端子111。
在所示的实施例中，传感器W1包括竖直绝缘壁103，该竖直绝缘壁103穿过基底100的整个厚度并且分别界定与传感器W1的像素相对应的基底部分。竖直绝缘壁103特别地具有光学绝缘功能，而且还可以具有电绝缘功能。作为示例，竖直绝缘壁103由介电材料(例如，氧化硅)制成。作为变型，绝缘壁103可以不存在。
基底100的厚度例如在从2μm至10μm的范围内，例如，从3μm至5μm。
作为示例，在俯视图中，传感器W1的每个像素P1的最大尺寸小于10μm，例如，小于5μm，例如，小于2μm，例如，在1μm的数量级上。
在所示的实施例中，基底100的前表面被涂覆有直线偏振器22。用于确定DOP’的每个像素P1被覆盖有直线偏振器22。每个直线偏振器22可以包括第一材料的层115，该层115具有在其中延伸的第二材料的条带116，条带116平行于第一方向延伸。第一材料例如是氧化硅或空气。第二材料例如是硅或特别是铝、铜、或钨的金属。每个条带116的宽度可以从50nm至150nm变化。两个相邻条带之间的间距可以从50nm至150nm变化。偏振器22的厚度可以从100nm至300nm变化。直线偏振器22还可以包括抗反射层。作为示例，层115被布置在基底100的前表面上并与其接触。
在本实施例中，传感器W1的所有像素P1被用于对估计偏振度的确定，以便偏振器22可以覆盖所有像素P1。这样，偏振器22的制造就被简化了。
图7是设备12的俯视图，其中只有界定四个相邻像素P1以及偏振器22的竖直绝缘壁103已经被显示。
在图6的实施例中，每个像素P1包括滤波器118，例如，黑色树脂层或干涉滤波器，被布置在基底100的前表面侧上，例如，在偏振器22的前表面的顶部并与其接触，在像素的光电二极管101的前面。每个滤波器118适于透射在光源16和20的发射波长范围内的光。优选地，滤波器118适于透射只在以光源16和20的发射波长范围为中心的相对窄的波长范围内的光，例如，波长范围具有小于30nm的半最大处的宽度，例如，小于20nm，例如，小于10nm。滤波器118使能避免在不源自光源16和20的光辐射的作用下，在下层像素P1的光电二极管中不希望生成电荷载流子。在本实施例中，传感器W1的所有像素P1用于确定估计偏振度，以便滤波器118可以对应于覆盖所有像素P1的单个滤波器。这样，滤波器118的制造就被简化了。
传感器W1的每个像素P1还可以包括微透镜122，该微透镜122被布置在基底100的前表面侧上，例如，在像素滤波器118的顶部并与其接触，适于将入射光聚焦到像素P1的光电二极管101上。作为变型，滤波器118可以不被集成到像素P1，而是可以由像素P1外部的滤波器形成。然后，滤波器118并不存在，或者被替换为透明层，例如，由与微透镜122相同的材料制成。
图8是示出像素P1的电路300的实施例的电路图。
电路300能够执行电荷存储。电路300包括被耦合在节点302与基准电源(例如，地面)之间的光敏元件PD，该光敏元件PD例如是图6的光电二极管101。节点302经由采样电路304被耦合到感测节点SN。采样电路304包括由传输门306耦合到节点302的存储器mem1，该传输门306例如是n-沟道MOS晶体管。存储器mem1也由额外的传输门308耦合到感测节点SN，该传输门308例如也是n-沟道MOS晶体管。传输门306由施加到其控制节点的信号Vmem1控制，并且传输门308由施加到其控制节点的信号Vsn1控制。存储器mem1提供了暂时存储从光敏元件PD转移的电荷的电荷存储区。
电路300还包括由跟随源晶体管310、选择晶体管312和复位晶体管314形成的输出电路，这些晶体管例如是n-沟道MOS晶体管。感测节点SN被耦合到晶体管310的控制节点，该晶体管310例如具有被耦合到电源电压源Vdd的漏极，以及通过晶体管312被耦合到像素电路300的输出线316的源极，该晶体管312由施加到其栅极的信号Vsel控制。感测节点SN也通过晶体管314被耦合到电源电压源Vdd，该晶体管314由施加到其栅极的信号Vres控制。在可替选的实施例中，输出电路可以由多个像素共享，感测节点SN例如被耦合到一个或多个相邻像素的采样电路。
电路300还包括例如晶体管318，该晶体管318将节点302耦合到电源电压源Vdd并且使光电二极管PD能够被复位。晶体管318例如由信号VresPD控制。它由此使能通过确保光电二极管PD在用于传感器的所有光电二极管PD的同步积分的开始之前的放电来控制曝光时间，并且使能确保抗光晕功能以防止在阵列的一般读取期间光电二极管到存储器mem1中的溢出。
根据实施例，图像采集设备12还允许采集可见光中的图像，下文中被称为2D图像。为此目的，传感器W1的一些光电探测器101适于捕捉可见光中的辐射。捕捉可见光的传感器W1的像素P1在下文中被称为2D像素。图像的像素对应于由显示屏显示的图像的单位元素。对于彩色图像的采集，传感器W1一般地包括用于采集图像的每个像素的至少三个2D像素，每个2D像素基本上以单一颜色(例如，红色、绿色和蓝色)捕捉光辐射。
图9是示意性且局部地示出包括Z像素和2D像素的图像采集设备12的另一实施例的横截面视图。图9所示的图像采集设备12包括图6所示的图像采集设备12的所有元件，不同之处在于某些像素P1是用于确定估计偏振度的Z像素，而其他像素P1是2D像素。偏振器22仅存在于Z像素，而不存在于2D像素。此外，覆盖2D像素的滤波器118可以对应于彩色滤波器。此外，每个2D像素可以被覆盖有阻挡源16和20的波长处的辐射的滤波器120。
图10是显示图9的图像采集设备12的用于采集2D彩色图像的2D像素和Z像素的布置的示例的简化俯视图。2D像素被布置成拜耳阵列，也就是说，以四个2D像素为一组被布置成正方形，两个对角相对的2D像素分别捕捉基本上为红色(red，R)和蓝色(blue，B)的光辐射，并且其另外两个对角相对的像素捕捉基本上为绿色(green，G)的光辐射。Z像素的俯视图中的表面积基本上对应于四个2D像素的俯视图中的表面积之和。
图11是显示图9的图像采集设备12的用于采集2D彩色图像的2D像素和Z像素的布置的另一示例的简化俯视图。2D像素被布置成拜耳阵列，不同之处在于捕捉基本上为绿色(G)的光辐射的2D像素被替换为Z像素。Z像素的尺寸基本上对应于2D像素的尺寸。
图12是示意性且部分地示出包括Z像素和2D像素的采集设备12的另一实施例的横截面视图。
图12的设备12包括：
-第一传感器W1’，其包括对应于2D像素的多个像素P1和分布在整个传感器表面上的多个窗口F，图9所示的传感器W1’和传感器W1之间的共同
元件由相同的附图标记指示；以及
-第二传感器W2，其在第二半导体基底130(例如，单晶硅基底)的内部和顶部形成，传感器W2紧靠传感器W1’的后表面放置，并且包括多个像素P2，这些像素P2对应于Z像素并且分别在传感器W1’的窗口F的前面布置。
传感器W1’的窗口F在光源16和20的发射范围内是透射的，以便允许由传感器W2的像素P2检测返回的光信号。作为示例，传感器W1’的窗口F在光源16和20的发射波长范围内的透射系数大于50％。
由场景反射的返回光信号被传感器W2的像素P2捕捉，以确定场景的不同点处的估计偏振度DOP’。传感器W1’的像素P1能够捕捉由场景发射的可见光以形成场景的2D图像。传感器W1’的窗口F在光源的发射波长范围内是透射的，以允许由传感器W2的深度像素P2检测返回的光信号。作为示例，传感器W1’的窗口F在光源的发射波长范围内的透射系数大于50％。
在所示的示例中，传感器W1’的像素P1包括光电二极管101，该光电二极管101包括在半导体基底100中形成的一个或多个局部植入区域。在本示例中，光电二极管101的植入区域被布置在基底100的后表面侧上。每个像素P1还可以包括一个或多个附加部件(未显示)，例如，控制晶体管，其被形成在基底100的后表面侧上，例如，在基底100中和在基底100的后表面上。传感器W1’还包括互连堆叠110，由涂覆基底100的后表面的交替的介电层和导电层形成，具有将传感器的像素P1连接到外围控制和电源电路(未显示)的电连接轨道和/或端子111。
在所示的示例中，传感器W1’包括竖直绝缘壁103，该竖直绝缘壁103穿过基底100的整个厚度并且分别界定与传感器W1’的不同窗口F相对应的基底部分100F。竖直绝缘壁103特别地具有光学绝缘功能，而且还可以具有电绝缘功能。作为示例，竖直绝缘壁103由介电材料(例如，氧化硅)制成。相似的绝缘壁还可以在传感器W1’的像素P1之间提供。
在所示的示例中，传感器W1’的基底100在传感器W1’的窗口F的基底部分100F中不包括局部植入区域，以使窗口F中的基底的透明度最大化。
根据图12的实施例的一方面，每个透射窗口F在基底130的后表面侧上还包括位于窗口F的基底部分100F前面的非晶硅区域50。区域50通过其前表面与基底部分100F的后表面接触，并且基本上在窗口F的整个表面上延伸。在本示例中，互连堆叠110在每个透射窗口F的前面被中断。非晶硅区域50位于互连堆叠110的中断区中。例如，非晶硅区域50基本上延伸穿过互连堆叠110的整个厚度。非晶硅区域50的厚度例如基本上与互连堆叠110的完全相同，例如在从3μm至15μm的范围内，例如，从5μm至10μm。
优选地，非晶硅区域50沿着其整个周边以及基本上沿着其整个高度，与折射率低于非晶硅的折射率的材料接触，例如，氧化硅。由此，源自窗口F的基底部分100F的光被竖直地引导朝向下层的像素P2。
每个窗口F在俯视图中例如具有基本上与传感器W1’的像素P1的尺寸完全相同的尺寸。作为示例，在俯视图中，传感器W1’的每个像素P1或窗口F的最大尺寸小于10μm，例如，小于5μm，例如，小于2μm，例如，在1μm的数量级上。
在所示的示例中，基底100的前表面被涂覆有钝化层115，例如，氧化硅层、HfO2层、Al2O3层、或能够仅具有除了只有钝化功能以外的其他功能(抗反射、滤波、键合等)的不同材料的多个层的堆叠，基本上延伸穿过传感器的整个表面。作为示例，层115被布置在基底100的顶部并与基底100的前表面接触。
在图12的示例中，传感器W1’是2D彩色图像传感器，也就是说，它包括不同类型的像素P1，其适于测量不同可见波长范围内的光强度。为此目的，每个像素P1包括彩色滤波器118，例如，彩色树脂层，其被布置在基底100的前表面侧上。作为示例，传感器W1’包括三种类型的像素P1，第一像素P1被称为蓝色像素，包括优选地透射蓝光的彩色滤波器118，第二像素P1被称为红色像素，包括优选地透射红光的彩色滤波器118，以及第三像素P1被称为绿色像素，包括优选地透射绿光的彩色滤波器118。在图1中，不同类型的像素P1是没有区别的。
在图12的示例中，每个像素P1还包括红外带阻滤波器120，例如，干涉滤波器或树脂层，其让可见光通过并吸收红外辐射。滤波器120例如适于透射除以光源的发射波长范围为中心的波长范围以外的所有波长的光。在本示例中，滤波器120被布置在基底100的前表面侧上，例如，在钝化层115的前表面的顶部并与其接触，并且基本上在每个像素P1的整个表面上延伸。彩色滤波器118例如被布置在彩色滤波器120的前表面上并与其接触。滤波器120使能避免源自光源并由场景反射的光要被像素P1检测，并且使能降低由像素P1采集的2D图像的质量。滤波器120更一般地使能阻挡红外辐射以改善2D图像的颜色的呈现。
作为变型，传感器W1’可以是单色2D图像传感器，在这种情况下，滤波器118可以被省略。
在所示的示例中，传感器W1’的每个窗口F包括滤波器121，例如，树脂滤波器和/或干涉滤波器，其适于透射在光源的发射波长范围内的光。优选地，滤波器121适于仅透射在以系统的光源的发射波长范围为中心的相对窄的波长范围内的光，例如，具有小于30nm的半最大处的宽度的波长范围，例如，小于20nm，例如，小于10nm。在本示例中，滤波器121被布置在基底100的前表面侧上，例如，在钝化层115的前表面的顶部并与其接触，并且基本上在窗口F的整个表面上延伸。滤波器121使能避免在不是源自系统光源的光辐射的影响下不及时地启动下层的像素P2的光电二极管。在图1的示例中，滤波器121仅位于传感器的窗口F的水平处。
传感器W1’的每个像素P1还可以包括微透镜122，该微透镜122被布置在基底100的前表面侧上，例如，在像素的彩色滤波器118的顶部并与其接触，适于将入射光聚焦到像素光电二极管101上。
此外，传感器W1’的每个窗口F可以包括微透镜122，该微透镜122被布置在基底100的前表面侧上，例如，在窗口的滤波器120的顶部并与其接触。
在本示例中，传感器W1’的后表面通过分子键合被键合到传感器W2的前表面。为此目的，传感器W1’包括层126a，例如，由氧化硅制成的、涂覆其后表面。此外，传感器W2包括具有与层126a相同性质的层126b，例如，由氧化硅制成，涂覆其前表面。层126a的后表面被放置与层126b的前表面接触，以执行传感器W2与传感器W1’的分子键合。作为示例，层126a(分别地，层126b)基本上在传感器W1’(分别地，传感器W2)的整个表面上连续地延伸。
在所示的示例中，传感器W1’在其后表面侧上，在互连堆叠110和层126a之间，还包括具有折射率不同于层126a和层126b的材料的层128，例如，具有折射率大于层126a和126b的材料，例如，氮化硅。作为示例，层128基本上连续地延伸穿过传感器W1’的整个表面。层126a例如通过其前表面与层128的后表面接触。
此外，在本示例中，设备12在传感器W2的前表面上，在基底130和层126b之间，还包括直线偏振器22。作为示例，直线偏振器22基本上连续地延伸穿过传感器W2的整个表面。
在本示例中，层128-126a-1126b的堆叠形成抗反射堆叠，有利于光从传感器W1’的每个透射窗口F到下层的像素P2的光敏区域的通过。
传感器W2的每个像素P2包括光电二极管133，其被形成在基底130中，在传感器W1’的对应窗口F的前面。光电二极管133包括在半导体基底130中形成的一个或多个局部半导体区域。每个像素P2还可以包括一个或多个额外的部件(未显示)，例如，控制晶体管，其被形成在基底130的后表面上，例如在基底130中以及基底130的后表面上。传感器W2还包括互连堆叠140，其由涂覆基底130的后表面的交替的介电层和导电层形成，在其中形成了将传感器的像素P2连接到外围控制和电源电路(未示出)的电连接轨道和/或端子141。
在所示的示例中，在传感器W2的每个像素P2中，像素光电二极管133被在其整个厚度上穿过基底130的竖直绝缘壁135完全围绕。壁135特别地具有光学绝缘功能，而且还可以具有电绝缘功能。作为示例，竖直绝缘壁135由介电材料制成，例如，氧化硅。作为变型，竖直绝缘壁135是包括由介电材料(例如，氧化硅)制成的内层、包括至少一个金属层的一个或多个中间层以及由介电材料(例如，氧化硅)制成的外层的多层壁。
在所示的示例中，像素P2的检测区(由壁135界定)的横向尺寸大于透射窗口F的横向尺寸，这使能在装配传感器W1’和W2期间释放对准约束。然而，所描述的实施例并不限于这种具体情况。作为变型，像素P2的检测区的光敏区域的横向尺寸基本上与透射窗口F的尺寸完全相同。在这种情况下，竖直绝缘壁135可以与围绕传感器W1’的相应窗口F的基底部分100的竖直绝缘壁103基本上竖直成直线。
壁103和壁135以及竖直引导通过非晶硅区域50使能限制由窗口F旁边的像素P1接收到的光线激活对应像素P2的SPAD光电二极管的风险，这可能会导致错误的深度测量。
基底130的厚度例如在从5μm至50μm的范围内，例如，从8μm至20μm。
在所示的示例中，传感器W2通过其后表面与支撑体基底150(例如，硅基底)键合。作为变型，支撑体基底可以被替换为在第三半导体基底的内部和顶部形成的额外的控制和处理电路(未显示)，例如，诸如与上面提到的专利申请EP3503192的图1相关的描述。
图13是显示图12所示图像采集设备12的传感器W1’用于采集2D彩色图像的2D像素以及传感器W2的Z像素的布置的示例的简化俯视图。2D像素被布置成拜耳阵列，不同之处在于捕捉基本上为绿色(G)的光辐射的2D像素不存在并被替换为窗口F。
图14是示意性且局部地示出包括Z像素和2D像素的采集设备12的另一实施例的横截面视图。图14所示的采集设备12包括图12所示的采集设备12的所有元件，不同之处在于窗口F不存在，并且各自被替换为覆盖有块123和彩色滤波器118的像素P1。块123对由光源16和20发射的辐射是透明的，并且对可见光是透明的。作为变型，所有滤波器120各自被替换为块123。
图15是显示图14所示的图像采集设备12的传感器W1’用于采集2D彩色图像的2D像素以及传感器W2的Z像素的布置的示例的简化俯视图。2D像素被布置成拜耳阵列。
已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以被结合，而且本领域技术人员将想到其他变型。虽然在先前描述的实施例中，第二方向垂直于第一方向/>但是第二方向/>可以相对于第一方向/>倾斜不同于90°的角度。此外，虽然在先前描述的实施例中，直线偏振器22的偏振方向平行于方向/>但是直线偏振器22的偏振方向可以相对于方向/>倾斜，同时不垂直于方向/>实际上，通过系统10的装配或通过测量而获知直线偏振器22的偏振方向相对于方向/>的倾斜角就足以被考虑到在用于确定估计偏振度DOP’的关系中。
最后，所描述的实施例和变型的实际实施方式基于在上文给出的功能指示在本领域技术人员的能力范围内。
Claims (12)
1.一种用于确定由场景(Sc)反射的辐射的估计偏振度(DOP’)的系统(10)，包括：
-第一电磁辐射的第一光源(16)，所述第一电磁辐射/>在第一频率下并且根据第一方向被直线地偏振；
-第二电磁辐射的第二光源(20)，所述第二电磁辐射/>在大于所述第一频率的第二频率下并且根据不平行于所述第一方向的第二方向被直线地偏振；以及
-由所述场景反射的所述辐射的图像的采集设备(12)，所述采集设备(12)
包括被配置为捕捉反射辐射的第一像素(P1、P2)，每个第一像素被覆盖有根据不垂直于所述第一方向的第三方向的直线偏振器(22)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第三方向与所述第一方向完全相同。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第二频率是所述第一频率的倍数。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第二频率是所述第一频率的两倍。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述第一频率在从25MHz至100MHz的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述采集设备(12)除了根据所述第三方向的所述直线偏振器(22)以外不包括其他直线偏振器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述采集设备(12)进一步被配置为递送所述场景(Sc)的深度图像。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述采集设备(12)进一步被配置用于对所述场景(Sc)的2D图像的采集，并且包括第二2D图像像素(P1)。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述采集设备(12)包括：包括所述第二像素(P1)的第一传感器(W1’)和包括所述第一像素(P2)的第二传感器(W2)的堆叠。
11.一种用于确定由场景(Sc)反射的辐射的估计偏振度(DOP’)的方法，包括以下步骤：
-通过第一光源(16)发射第一电磁辐射所述第一电磁辐射/>
在第一频率下并且根据第一方向被直线地偏振；
-通过第二光源(20)发射第二电磁辐射所述第二电磁辐射/>
在大于所述第一频率的第二频率下并且根据不平行于所述第一方向的第二方向被直线地偏振；以及
-通过采集设备(12)对所述场景反射的所述辐射的图像的采集，所述采集设备包括被配置为捕捉反射辐射的第一像素(P1、P2)，每个第一像素被覆盖有根据所述第一方向的直线偏振器(22)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二频率等于所述第一频率的两倍，所述方法还包括以下步骤：
-由所述第一像素(P1、P2)对Ntap个样本Ik的采集，所述样本Ik是在移位的时间段Tint期间通过对反射辐射的检测而光产生的电荷的样本，Ntap是大于或等于五的整数；
-根据以下关系式对系数an和bn的确定，n是从1至2变化的整数：
[公式24]
其中ω是与所述第一频率相关联的脉冲，并且其中Te是将对两个连续样本的采集的开始分隔开的时间段；
-根据以下关系式对系数cn的确定：
[公式25]
-根据以下关系式对所述估计偏振度DOP’的确定：
[公式26]
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR22/06124 | 2022-06-22 | ||
| FR2206124A FR3137170A1 (fr) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | Systeme de mesure d'un degre de polarisation lineaire estime d'un rayonnement electromagnetique reflechi par une scene |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117268547A true CN117268547A (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=83355488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310742795.2A Pending CN117268547A (zh) | 2022-06-22 | 2023-06-21 | 用于测量由场景反射的电磁辐射的估计线性偏振度的系统 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230417598A1 (zh) |
| EP (1) | EP4296650A1 (zh) |
| CN (1) | CN117268547A (zh) |
| FR (1) | FR3137170A1 (zh) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005029015A2 (en) * | 2003-06-25 | 2005-03-31 | The University Of Akron | Multispectral, multifusion, laser-polarimetric optical imaging system |
| US7339670B2 (en) * | 2005-07-29 | 2008-03-04 | Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. | Wavelength normalized depolarization ratio lidar |
| FR3075462B1 (fr) | 2017-12-19 | 2020-03-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif d'acquisition d'une image 2d et d'une image de profondeur d'une scene |
-
2022
- 2022-06-22 FR FR2206124A patent/FR3137170A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-06-16 US US18/336,452 patent/US20230417598A1/en active Pending
- 2023-06-19 EP EP23179923.0A patent/EP4296650A1/fr active Pending
- 2023-06-21 CN CN202310742795.2A patent/CN117268547A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4296650A1 (fr) | 2023-12-27 |
| FR3137170A1 (fr) | 2023-12-29 |
| US20230417598A1 (en) | 2023-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210305440A1 (en) | Single photon avalanche diode and manufacturing method, detector array, and image sensor | |
| US11209664B2 (en) | 3D imaging system and method | |
| EP2803090B1 (en) | Multispectral sensor | |
| CN108291969B (zh) | 具有共享像素读出电路系统的成像传感器 | |
| KR101922368B1 (ko) | 매립 차광부 및 수직 게이트를 구비한 이미지 센서 | |
| CN105324683B (zh) | 具有嵌入在tft平板中的cmos传感器的x射线成像器 | |
| US10455213B2 (en) | Device having a 2D image sensor and depth sensor | |
| US6198147B1 (en) | Detecting infrared and visible light | |
| US11076081B2 (en) | Device for acquiring a 2D image and a depth image of a scene | |
| JP2009008537A (ja) | 距離画像装置及び撮像装置 | |
| CN101207161A (zh) | 固体摄像元件、光检测器和使用它的认证装置 | |
| TW200814310A (en) | Reflection type CMOS image sensor and method of manufacturing the same | |
| US20220113424A1 (en) | Device of acquisition of a depth image of a scene | |
| JP2011151421A (ja) | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法及び画像撮影装置 | |
| US20210305206A1 (en) | Device of acquisition of a 2d image and of a depth image of a scene | |
| JP5757614B2 (ja) | 撮像素子 | |
| CN117268547A (zh) | 用于测量由场景反射的电磁辐射的估计线性偏振度的系统 | |
| US11715750B2 (en) | Optical crosstalk mitigation for a detector array in an optical receiver | |
| Knipp et al. | Vertically integrated amorphous silicon color sensor arrays | |
| JP2008218787A (ja) | 撮像素子 | |
| US11594565B2 (en) | Image sensor | |
| CN117546038A (zh) | 用于获取场景深度图的设备 | |
| CN112868101B (zh) | 像素单元和像素单元的操作方法 | |
| EP4290591A1 (en) | Time-of-flight image sensor with quantum dot photodetectors | |
| CN117546039A (zh) | 用于采集场景深度图的传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |