CN117693814A - 固态摄像装置 - Google Patents

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Abstract

[要解决的问题]本发明旨在提供一种具有即使有光沿着倾斜方向入射到像素区域上也能够将光会聚到各像素的中央处的超构表面结构的固态摄像装置。[解决方案]根据本发明实施方案的固态摄像装置包括：像素区域，所述像素区域包括多个像素；和偏振控制元件，所述偏振控制元件被设置在所述像素区域的有入射光入射的入射面上方，且所述偏振控制元件包括与所述入射面大致平行地呈二维状布置的多个微细结构体。而且，在与所述像素区域内所包含的第一像素对应的所述多个微细结构体之中，第一微细结构体的在所述入射光的第一偏振方向上的长度是最大的，并且所述第一微细结构体在所述第一像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第一像素的距离。

Description

固态摄像装置
技术领域
本技术涉及固态摄像装置。
背景技术
近年来，针对在车载相机、IoT(物联网：Internet of Things)设备、医疗设备等中使用的固态摄像装置，正在开发一种偏振成像技术，在该偏振成像中，利用包含来自被摄体的光的偏振信息的多维信息来执行摄像。为了获得用于这种偏振成像的偏振信息，在某些情况下已经使用了具有偏振光(polarized-light)分离功能的超构表面结构(metasurfacestructure)。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2020-051868号公报
发明内容
要解决的技术问题
然而，在利用常规的超构表面结构时，在有光沿倾斜方向入射到像素区域的光入射面上的情况下，不能将该光会聚到各像素的中央处。换言之，利用该超构表面结构不能执行出射光瞳校正(exit pupil correction)。
鉴于上述情形，本发明提供了一种具有超构表面结构的固态摄像装置，通过利用所述超构表面结构，即使有光沿着倾斜方向入射至像素区域上也能够将光会聚到各像素的中央。
解决问题的技术方案
根据本发明一个方面的固态摄像装置包括：像素区域，所述像素区域包括多个像素；和偏振控制元件，所述偏振控制元件被设置在所述像素区域的有入射光入射的入射面上方，且所述偏振控制元件包括与所述入射面大致平行地呈二维状布置的多个微细结构体(microstructure)。这里，在与所述像素区域内所包含的第一像素对应的所述多个微细结构体之中，第一微细结构体的在所述入射光的第一偏振方向上的长度是最大的，并且所述第一微细结构体在所述第一像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第一像素的距离。
从所述第一微细结构体在所述第一像素中的所述位置到所述第一像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第一像素的距离的增大而变大。
从所述第一微细结构体在所述第一像素中的所述位置到所述第一像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
在与所述像素区域内所包含的第二像素对应的所述多个微细结构体之中，第二微细结构体的在所述入射光的与所述第一偏振方向大致正交的第二偏振方向上的长度是最大的，并且所述第二微细结构体在所述第二像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第二像素的距离。
从所述第二微细结构体在所述第二像素中的所述位置到所述第二像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第二像素的距离的增大而变大。
从所述第二微细结构体在所述第二像素中的所述位置到所述第二像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
在所述第一像素中，所述多个微细结构体在所述第一偏振方向上的长度随着离所述第一微细结构体的距离的增大而变短。
在所述第二像素中，所述多个微细结构体在所述第二偏振方向上的长度随着离所述第二微细结构体的距离的增大而变短。
从所述第一微细结构体离开每当一个给定距离时，所述多个微细结构体的在所述第一偏振方向上的长度就恢复到等于所述第一微细结构体的长度。
从所述第二微细结构体离开每当一个给定距离时，所述多个微细结构体的在所述第二偏振方向上的长度就恢复到等于所述第二微细结构体的长度。
在与所述像素区域内所包含的第三像素对应的所述多个微细结构体之中，第三微细结构体的在所述入射光的从所述第一偏振方向及所述第二偏振方向倾斜的第三偏振方向上的长度是最大的，并且所述第三微细结构体在所述第三像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第三像素的距离。
从所述第三微细结构体在所述第三像素中的所述位置到所述第三像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第三像素的距离的增大而变大。
从所述第三微细结构体在所述第三像素中的所述位置到所述第三像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
所述固态摄像装置还包括：设置于所述入射面上方且层叠起来的多个偏振控制元件。
附图说明
图1是示出了根据第一实施方案的固态摄像装置的构造示例的示意图。
图2是示出了偏振控制单元和像素区域的更详细的构造示例的示意图。
图3是示出了偏振控制元件和像素的构造示例的断面图。
图4是示出了偏振控制元件的超构表面结构的一个示例的平面图。
图5是示出了偏振控制元件和像素的构造示例的断面图。
图6是示出了偏振控制元件的超构表面结构的一个示例的平面图。
图7是示出了在X方向上彼此相邻的偏振控制元件的构造示例的断面图。
图8是示出了在X方向上彼此相邻的偏振控制元件的构造示例的平面图。
图9是示出了超构原子(meta-atoms)与偏振成分的相位延迟量之间的关系的图。
图10是示出了超构原子与偏振成分的相位延迟量之间的关系的图。
图11是示出了偏振控制元件的超构表面结构的示例的平面图。
图12是示出了根据第二实施方案的偏振控制元件的超构表面结构的一个示例的平面图。
图13是示出了根据第二实施方案的偏振控制元件的超构表面结构的一个示例的平面图。
图14A是示出了根据第三实施方案的偏振控制元件的超构表面结构的一个示例的平面图。
图14B是示出了根据第三实施方案的偏振控制元件的超构表面结构的一个示例的平面图。
图15是示出了与偏振成分对应的超构原子的平面尺寸的说明图。
图16是示出了与偏振成分对应的超构原子的平面尺寸的说明图。
图17是示出了根据第四实施方案的偏振控制元件的超构表面结构的一个示例的平面图。
图18A是示出了入射光的入射角与具有最大长度的超构原子的位置之间的关系的说明图。
图18B是示出了入射光的入射角与具有最大长度的超构原子的位置之间的关系的说明图。
图19A是示出了入射光的入射角与具有最大长度的超构原子的位置之间的关系的说明图。
图19B是示出了入射光的入射角与具有最大长度的超构原子的位置之间的关系的说明图。
图20A是示出了入射光的入射角与具有最大长度的超构原子的位置之间的关系的说明图。
图20B是示出了入射光的入射角与具有最大长度的超构原子的位置之间的关系的说明图。
图21是示出了根据第五实施方案的偏振控制元件的构造示例的断面图。
具体实施方式
在下文中，将会参照附图来详细说明本技术适用的具体实施方案。各附图都是示意性的或概念性的。在各附图中，部件的比例不一定与实际的比例一致。在说明书和附图中，与参照已经说明过的附图而予以说明的部件类似的部件由相同的附图标记表示，并且将会适当地省略它们的详细说明。
[第一实施方案]
图1是示出了根据第一实施方案的固态摄像装置1的构造示例的示意图。固态摄像装置1可以是诸如CCD(电荷耦合器件：Charge Coupled Device)图像传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体：Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等摄像装置。在下文中，也将固态摄像装置1简称为图像传感器1。
图像传感器1获取包括与来自位于图像传感器1外部的被摄体OB的光有关的颜色信息和强度信息的数据，并且对这些数据进行处理以生成二维图像。与来自被摄体OB的光有关的偏振信息包括无法单纯地从光强度和颜色(波长)获得的有用信息。例如，这些有用信息与被摄体的表面的形状或材料的状况有关。使用这种偏振信息作为二维信息的技术被称为偏振成像。偏振成像可应用于车载相机、IoT设备、医疗设备等中。
图像传感器1包括光学系统OP、偏振控制单元10和像素区域20。光学系统OP包括用于将入射光L朝着像素区域20会聚的透镜。在已经通过光学系统OP的入射光L之中，光La沿着主光线的光轴方向进行入射，而光Lb沿着相对于主光线的光轴倾斜的方向进行入射。
位于像素区域20的中心处(0图像高度)的像素接收入射光La。位于像素区域20的端部处(1.0图像高度)的像素接收入射光Lb。偏振控制单元10被布置在像素区域20上，并且具有作为微细结构体的超构表面。设置在位于像素区域20的中心处的像素上方的偏振控制元件通过执行对入射光La的偏振控制来将入射光La会聚到位于像素区域20的中心处的像素上。设置在位于像素区域20的端部处的像素上方的偏振控制元件通过执行对入射光Lb的偏振控制来将入射光Lb会聚到位于像素区域20的端部处的像素上。因此，偏振控制单元10具有能够执行出射光瞳校正的超构表面，使得入射角(相对于入射光L的主光线的光轴的倾斜角)相互不同的入射光La和入射光Lb都能够会聚在像素的中央。稍后将说明超构表面的详细构造。
图2是示出了偏振控制单元10和像素区域20的更详细的构造示例的示意图。
图像传感器1包括出射光瞳E1和E2、偏振控制单元10、以及像素区域20。像素区域20包括呈二维状布置的多个像素PX1a至PX2b。像素PX1a至PX2b各自包括对入射光进行光电转换且输出电气信号的光电二极管。像素PX1a至PX2b被布置在大致平面内，并且构成平面状的像素区域20。像素PX1a和PX2a位于像素区域20的中心附近(接近于0图像高度)。像素PX1b和PX2b位于像素区域20的端部处(接近于1.0图像高度)。像素的数量不限于四个，并且可以是三个以下，或者可以是五个以上。需要注意的是，这里省略了像素PX1a等的内部构造的说明。
偏振控制单元10包括偏振控制元件11a至12b。偏振控制元件11a至12b被设置在像素区域20的有入射光入射的入射面(X-Y平面)的上方(在Z方向上的上方)，并且与像素PX1a至PX2b一一对应。偏振控制元件11a至12b与像素区域20的光入射面大致平行地呈二维状布置着，并且偏振控制元件11a至12b在各自的表面上包括多个微细结构体(下文中，也称为超构原子)。稍后将会说明超构原子的详细构造。
偏振控制元件11a和12a分别对应于像素PX1a和PX2a，并且设置在像素PX1a、PX2a的上方(在Z方向上的上方)。偏振控制元件11b和12b分别对应于像素PX1b和PX2b，并且设置在像素PX1b、PX2b的上方(在Z方向上的上方)。
入射光的入射角是指：在将与入射面(X-Y平面)垂直的方向(Z方向)定义为0度的情况下相对于该Z方向的倾斜角。因此，入射光La沿着箭头Aa方向以0度的倾斜角入射至偏振控制元件11a和12a以及像素PX1a和PX2a。入射光Lb沿着箭头Ab方向以例如45度的倾斜角入射至偏振控制元件11b和12b以及像素PX1b和PX2b。
偏振成分P1是入射光La的X方向偏振成分。偏振成分P2是入射光La的Y方向偏振成分。偏振成分P1与偏振成分P2是大致正交的。偏振控制元件11a和12a将入射光La的偏振成分P1会聚到像素PX1a的中央，如箭头A1a所示。同样，偏振控制元件11a和12a将入射光La的偏振成分P2会聚到像素PX2a的中央，如箭头A2a所示。以这种方式，偏振控制元件11a和12a能够将偏振成分P1和P2会聚到两个不同像素PX1a和PX2a各自的中央。因此，像素PX1a和PX2a能够分别检测偏振成分P1和P2的光强度。
另一方面，入射光Lb沿着从Z方向倾斜的如箭头Ab所示的方向入射至偏振控制元件11b和12b。因此，偏振成分P3是入射光Lb的在从X方向倾斜45度的方向上的偏振成分，并且偏振成分P4是入射光Lb的Y方向偏振成分。偏振成分P3与偏振成分P4是大致正交的。偏振控制元件11b和12b将偏振成分P3转变为X方向偏振成分，从而使其与会聚到像素PX1b的中央，如箭头A1b所示。类似地，偏振控制元件11b和12b将入射光Lb的偏振成分P4会聚到像素PX2b的中央，如箭头A2b所示。以这种方式，偏振控制元件11b和12b能够将入射光Lb的偏振成分P3和P4会聚到两个不同像素PX1b和PX2b各自的中央。因此，像素PX1b和PX2b能够分别检测偏振成分P3和P4的光强度。另外，虽然入射光Lb是在从入射光L的光轴方向(Z方向)倾斜的方向上入射的，但是偏振控制元件11b和12b对该入射光Lb的方向进行校正(出射光瞳校正)从而使它们会聚到像素PX1b和PX2b的中央。
[位于像素区域20的中心(0图像高度)附近的像素]
图3是示出了偏振控制元件11a和像素PX1a的构造示例的断面图。波导件30设置在一个像素PX1a上。例如，波导件30使用了非晶硅、多晶硅、锗、氧化钛、氧化铌、氧化钽、氧化铝、氧化铪、氮化硅、氧化硅、氮化硅氧化物(silicon nitride oxide)、碳化硅、氧化硅碳化物(silicon oxide carbide)、氮化硅碳化物(silicon nitride carbide)或氧化锆中的任何一种的透明材料。
偏振控制元件11a设置在波导件30上。偏振控制元件11a具有超构表面结构，并且包括作为多个微细结构体的多个超构原子15。多个超构原子15被设置在像素PX1a的有入射光La入射的入射面F1a上方，并且在波导件30的上表面F30上以大致平面状呈二维地布置着。波导件30的上表面F30与像素PX1a的入射面F1a大致平行。例如，多个超构原子15各者使用了非晶硅、多晶硅、锗、氧化钛、氧化铌、氧化钽、氧化铝、氧化铪、氮化硅、氧化硅、氮化硅氧化物、碳化硅、氧化硅碳化物、氮化硅碳化物或氧化锆中的任何一种的透明材料。然而，用于超构原子15的材料与用于波导件30的材料不同。例如，在波导件30使用氧化硅膜或氧化钛的情况下，超构原子15例如使用单晶硅或非晶硅。
偏振控制元件11a的超构表面结构使得入射光La的偏振成分P1会聚到像素PX1a的中央，如箭头A1a所示。此外，偏振控制元件11a的超构表面结构被构造为使得偏振成分P2会聚到像素PX1b的中央，如箭头A2a所示。需要注意的是，图3中未图示的像素PX1b被布置为与像素PX1a在X方向上相邻。
图4是示出了偏振控制元件11a的超构表面结构的一个示例的平面图。在像素PX1a的入射面F1a的上方，与入射面F1a大致平行地以矩阵形式呈二维状布置着偏振控制元件11a的多个超构原子15。需要注意的是，沿着图4中的线3-3截取的截面对应于图3。
超构原子15_1(0,0)布置在像素PX1a的中心处。(x,y)(这里，x和y是整数)表示在像素PX1a的X-Y平面上的坐标。需要注意的是，多个超构原子15在Z方向上可以全部具有相同的高度。
这里，将会说明超构原子15_1(x,y)在偏振成分P1的偏振方向(X方向)上的长度Dx(x,y)。在位于像素区域20的中心附近的像素PX1a中，超构原子15_1(0,0)在X方向上的长度Dx(0,0)是与像素PX1a对应的多个超构原子15(x,y)各者的长度之中最长的。即，在与像素PX1a对应的多个超构原子15_1(x,y)之中，作为在偏振成分P1的偏振方向上具有最大长度的第一微细结构体的超构原子15_1(0,0)位于像素PX1a的中心处。
与超构原子15_1(0,0)在±X方向上相邻的两个超构原子15_1(±1,0)各自在偏振方向(X方向)上的长度Dx(±1,0)比超构原子15_1(0,0)的长度Dx(0,0)短。此外，与超构原子15_1(±1,0)在±X方向上相邻的两个超构原子15_1(±2,0)各自在X方向上的长度Dx(±2,0)比超构原子15_1(±1,0)的长度Dx(±1,0)短。
另外，与超构原子15_1(0,0)在±Y方向上相邻的两个超构原子15_1(0,±1)各自在偏振方向(X方向)上的长度Dx(0,±1)比超构原子15_1(0,0)的长度Dx(0,0)短。此外，与超构原子15_1(0,±1)在±Y方向上相邻的两个超构原子15_1(0,±2)各自在X方向上的长度Dx(±2,0)比超构原子15_1(0,±1)的长度Dx(0,±1)短。
因此，在位于像素区域20的中心附近的像素PX1a中，像素PX1a的中心附近的超构原子15_1(0,0)在偏振方向上的长度Dx(0,0)是最大的，并且各超构原子在偏振方向上的长度Dx(x,y)随着离像素PX1a的中心的距离的增大而变短。
利用超构原子15_1(x,y)在偏振成分P1的偏振方向上的长度Dx(x,y)，来调整偏振成分P1的相位延迟分布。例如，如上所述，将像素PX1a的中心附近的超构原子15_1(0,0)设置成在偏振方向上具有最大长度Dx(0,0)，就使得偏振成分P1的相位延迟分布的峰值出现在像素PX1a的中心附近的位置。此外，将长度Dx(x,y)设置为随着离像素PX1a的中心的距离的增大而逐渐变短，就使得偏振成分P1的相位延迟量随着离像素PX1a的中心的距离的增大逐渐变小。
图5是示出了偏振控制元件12a和像素PX2a的构造示例的断面图。波导件30也以与在像素PX1a中的方式类似的方式被设置在像素PX2a上。
偏振控制元件12a设置在波导件30上。偏振控制元件12a具有超构表面结构，并且包括作为多个微细结构体的多个超构原子15。多个超构原子15被设置在像素PX2a的有入射光La入射的入射面F2a上方，并且在波导件30的上表面F30上呈二维状被布置成大致平坦的平面状。
偏振控制元件12a的超构表面结构使得入射光La的偏振成分P2会聚到像素PX2a的中央，如箭头A2a所示。此外，偏振控制元件12a的超构表面结构被构造为使得偏振成分P1会聚到与像素PX2a在-X方向上相邻的像素PX1a(图3)的中央，如箭头A1a所示。
图6是示出了偏振控制元件12a的超构表面结构的一个示例的平面图。在像素PX2a的入射面F2a的上方，与入射面F2a大致平行地以矩阵形式呈二维状布置着偏振控制元件12a的多个超构原子15。需要注意的是，沿着图6中的线5-5截取的截面对应于图5。
超构原子15_2(0,0)布置在像素PX2a的中心处。(x,y)(这里，x和y是整数)表示在像素PX2a的X-Y平面上的坐标。需要注意的是，多个超构原子15在Z方向上可以全部具有相同的高度。
这里，将会说明超构原子15_2(x,y)在偏振成分P2的偏振方向(Y方向)上的长度Dy(x,y)。在位于像素区域20的中心附近的像素PX2a中，像素PX2a的中心附近的超构原子15_2(0,0)在Y方向上的长度Dy(0,0)是与像素PX2a对应的多个超构原子15_2(x,y)各者的长度之中最长的。即，在与像素PX2a对应的多个超构原子15_2(x,y)之中，作为在偏振成分P2的偏振方向(Y方向)上具有最大长度的第二微细结构体的超构原子15_2(0,0)位于像素PX2a的中心处。
与超构原子15_2(0,0)在±X方向上相邻的两个超构原子15_2(±1,0)各自在偏振方向(Y方向)上的长度Dy(±1,0)比超构原子15_2(0,0)在Y方向上的长度Dy(0,0)短。此外，与超构原子15_2(±1,0)在±X方向上相邻的两个超构原子15_2(±2,0)各自在Y方向上的长度Dy(±2,0)比超构原子15_2(±1,0)在Y方向的长度Dy(±1,0)短。
另外，与超构原子15_2(0,0)在±Y方向上相邻的两个超构原子15_2(0,±1)各自在偏振方向(Y方向)上的长度Dy(0,±1)比超构原子15_2(0,0)在Y方向上的长度Dy(0,0)短。此外，与超构原子15_2(0,±1)在±Y方向上相邻的两个超构原子15_2(0,±2)各自在Y方向上的长度Dy(±2,0)比超构原子15_2(0,±1)在Y方向上的长度Dy(0,±1)短。
因此，在位于像素区域20的中心附近的像素PX2a中，像素PX2a的中心附近的超构原子15_2(0,0)在偏振成分P2的偏振方向上的长度Dy(0,0)是最大的，并且各超构原子在偏振成分P2的偏振方向上的长度Dy(x,y)随着离像素PX2a的中心的距离的增大而逐渐变短。
因此，在位于像素区域20的中心附近的像素PX2a中，像素PX2a的中心附近的超构原子15_2(0,0)在偏振方向上的长度Dy(0,0)是最大的，并且各超构原子在偏振方向上的长度Dy(x,y)随着离像素PX2a的中心的距离的增大而逐渐变短。
利用超构原子15_2(x,y)在偏振成分P2的偏振方向(y方向)上的长度Dy(x,y)，来调整偏振成分P2的相位延迟分布。例如，如上所述，将像素PX2a的中心附近的超构原子15_2(0,0)设置成其在偏振方向上的长度Dy(0,0)是最大的，就使得偏振成分P2的相位延迟分布的峰值出现在像素PX2a的中心附近的位置。此外，将长度Dy(x,y)设置为随着离像素PX2a的中心的距离的增大而逐渐变短，就使得偏振成分P2的相位延迟量随着离像素PX2a的中心的距离的增大而变小。
偏振控制元件11a和12a各自具有使得能够在X方向上延续地执行对偏振控制元件P1和P2的出射光瞳校正的超构表面结构。
例如，图7是示出了在X方向上彼此相邻的偏振控制元件11a和12a的构造示例的断面图。图8是示出了在X方向上彼此相邻的偏振控制元件11a和12a的构造示例的平面图。图7对应于沿着图8中的线7-7截取的截面。需要注意的是，为了便于区分，像素PX1a和PX1a的长度Dx(x,y)分别由Dx1(x,y)和Dx2(x,y)表示。同样，为了便于区分，像素PX1a和PX1a的长度Dy(x,y)分别由Dy1(x,y)和Dy2(x,y)表示。
在偏振控制元件11a的超构原子15_1(x,y)各者的在偏振成分P1的偏振方向(X方向)上的长度之中，如上所述，超构原子15_1(0,0)的长度是最大的，并且上述各个长度随着离超构原子15_1(0,0)的距离的增大而变短。这种趋势不仅存在于偏振控制元件11a中，也延续地存在于偏振控制元件12a中。即，在偏振控制元件12a中，各超构原子15_2(x,y)在偏振成分P1的偏振方向上的长度从离超构原子15_1(0,0)较近的超构原子15_2(-2,0)的Dx2(-2,0)逐渐变短到离超构原子15_1(0,0)较远的超构原子15_2(2,0)的Dx2(2,0)。因此，如图7所示，相邻的两个偏振控制元件11a和12a能够将偏振成分P1会聚到像素PX1a上。
此外，在超构原子15_2(x,y)各者的在偏振成分P2的偏振方向(Y方向)上的长度之中，如上所述，超构原子15_2(0,0)的长度是最大的，并且上述各个长度随着离超构原子15_2(0,0)的距离的增大而变短。这种趋势不仅存在于偏振控制元件12a中，也延续地存在于偏振控制元件11a中。即，在偏振控制元件11a中，超构原子15_1(x,y)在偏振成分P2的偏振方向上的长度从离超构原子15_2(0,0)较近的超构原子15_1(2,0)的Dy1(2,0)逐渐变短直至离超构原子15_2(0,0)较远的超构原子15_1(-2,0)的Dy(-2,0)。因此，如图7所示，相邻的两个偏振控制元件11a和12a能够将偏振成分P2会聚到像素PX2a上。
如上所述，根据本发明，像素PX1中的超构原子15_1(x,y)各者和像素PX2中的超构原子15_2(x,y)各者在偏振成分P1的偏振方向(X方向)上的长度随着离具有最大长度的超构原子15_1(0,0)的距离的增大而变短。因此，偏振成分P1的相位延迟分布在位于像素PX1a的中心处的超构原子15_1(0,0)中具有最大值，并且相位延迟分布的值随着离超构原子15_1(0,0)的距离的增大而变小。例如，图9是示出了超构原子15_1(x,y)与偏振成分P1的相位延迟量之间的关系的图。根据该图，偏振成分P1的相位延迟量在超构原子15_1(0,0)处最大，并且随着离超构原子15_1(0,0)的距离的增大而变小。因此，利用根据本发明的超构表面结构，使得入射光La的偏振成分P1能够会聚到像素PX1a的中央。需要注意的是，图9示出了与排列于X方向上的超构原子有关的趋势，但是在排列于Y方向上的超构原子中，偏振成分P1的相位延迟分布也具有同样的趋势。
此外，像素PX1中的多个超构原子15_1(x,y)和像素PX2中的多个超构原子15_2(x,y)在偏振成分P2的偏振方向上的长度随着离具有最大长度的超构原子15_2(0,0)的距离的增大而变短。因此，偏振成分P2的相位延迟分布在位于像素PX2a的中心处的超构原子15_2(0,0)中具有最大值，并且相位延迟分布的值随着离超构原子15_2(0,0)的距离的增大而变小。例如，图10是示出了超构原子15_2(x,y)与偏振成分P2的相位延迟量之间的关系的曲线图。根据该曲线图，偏振成分P2的相位延迟量在超构原子15_2(0,0)中最大。偏振成分P2的相位延迟量随着离超构原子15_2(0,0)的距离的增大而变小。因此，利用根据本发明的超构表面结构，使得入射光La的偏振成分P2能够会聚到像素PX2a的中央。需要注意的是，图10示出了与排列于X方向上的超构原子有关的趋势，但是在排列于Y方向上的超构原子中，偏振成分P1的相位延迟分布也具有同样的趋势。
[位于像素区域20的端部(1.0图像高度)附近的像素]
图11是示出了偏振控制元件11b和12b的超构表面结构的示例的平面图。需要注意的是，省略了偏振控制元件11b和12b的截面的图示。
偏振控制元件11b和12b分别对应于位于像素区域20的端部处(1.0图像高度)的像素PX1b和PX2b。因此，入射光Lb在从入射光L的主光线的光轴(Z轴)倾斜的方向上入射。例如，入射光Lb的入射角为45度。偏振控制元件11b和12b各自具有能够将相对于Z轴倾斜的入射光Lb(在下文中，也称为倾斜光Lb)的偏振成分P3和P4会聚到像素PX1b和PX2b上的超构表面结构。
这里，将会说明超构原子15_1(x,y)和15_2(x,y)分别在倾斜光Lb的偏振成分P3的偏振方向(X方向)上的长度Dx1(x,y)和Dx2(x,y)。在与像素PX1b和PX2b对应的多个超构原子15_1(x,y)和15_2(x,y)的在X方向上的长度之中，相对于像素PX1b的中心而偏离的超构原子15_1(1,1)的在X方向上的长度Dx1(1,l)是最长的。即，在与像素PX1b和PX2b对应的多个超构原子15_1(x,y)和15_2(x,y)之中，作为在偏振成分P3的偏振方向上具有最大长度的第一微细结构体的超构原子15_1(1,1)位于相对于像素PX1b的中心而偏离的位置。这是因为：将会利用对倾斜光Lb的出射光瞳校正来使得偏振成分P3会聚到像素PX1b的中央。在本发明中，倾斜光Lb在从+X轴和+Y轴倾斜的方向上入射。在这种情况下，将具有最大长度的超构原子设定于在倾斜光Lb的倾斜方向上、或者说在+X方向及+Y方向上从像素PX1b的中心偏离(偏移)的位置。具有最大长度的超构原子的相对于像素PX1b的中心发生的偏离量(相对于像素PX1b的中心发生的偏移量)依赖于从像素区域20的中心到像素PX1b的距离，并且随着该距离的增大而变大。换言之，具有最大长度的超构原子的偏离量依赖于倾斜光Lb的倾斜角，并且随着该倾斜角的增大而变大。例如，由于本发明中的像素PX1b位于像素区域20的端部处(1.0图像高度)附近，因此把从相应像素PX1b的中心在+X方向及+Y方向上偏离了预定距离的超构原子15_1(1,1)确定为具有最大长度的超构原子。需要注意的是，偏移量(offset amount)是可以任意地设定的。因此，如图18A至图20B所示，可以将最末端的超构原子15_2(2,2)定义为具有最大长度的超构原子。
与超构原子15_1(1,1)在±X方向上相邻的两个超构原子15_1(0,1)和15_1(2,1)各自的在偏振方向(X方向)上的长度Dx(0,1)和Dx(2,1)比超构原子15_1(1,1)的长度Dx(1,1)短。此外，与超构原子15_1(0,1)和15_1(2,1)在±X方向上相邻的两个超构原子15_1(-1,1)和15_2(-2,1)各自的在X方向上的长度Dx(-1,1)和Dx(-2,1)比超构原子15_1(0,1)和15_1(2,1)的长度Dx1(0,1)和Dx1(2,1)短。
另外，与超构原子15_1(1,1)在±Y方向上相邻的两个超构原子15_1(1,2)和15_1(1,0)各自的在偏振方向(X方向)上的长度Dx1(1,2)和Dx1(1,0)比超构原子15_1(1,l)的长度Dx1(1,1)短。此外，与超构原子15_1(1,0)在-Y方向上相邻的超构原子15_1(1,-1)的在X方向上的长度Dx1(1,-1)比超构原子15_1(1,0)的长度Dx1(1,0)短。
接下来，将说明超构原子15_1(x,y)和15_2(x,y)在倾斜光Lb的偏振成分P4的偏振方向(Y方向)上的长度Dy1(x,y)和Dy2(x,y)。在与像素PX1b和PX2b对应的多个超构原子15_1(x,y)和15_2(x,y)的在Y方向上的长度之中，相对于像素PX2b的中心而偏离的超构原子15_2(1,1)在Y方向上的长度Dy2(1,1)是最长的。即，在与像素PX1b和PX2b对应的多个超构原子15_1(x,y)和15_2(x,y)中，作为在偏振成分P4的偏振方向上具有最大长度的第二微细结构体的超构原子15_2(1,1)位于从像素PX2b的中心偏离的位置。这是因为：将会利用对倾斜光Lb的出射光瞳校正，使得偏振成分P4能够会聚到像素PX2b的中央。在本发明中，倾斜光Lb在从+X轴及+Y轴倾斜的方向上入射。在这种情况下，将具有最大长度的超构原子设定于在倾斜光Lb的倾斜方向上、或者在+X方向及+Y方向上从像素PX2b的中心发生偏离(偏移)的位置。具有最大长度的超构原子的相对于像素PX2b的中心发生的偏离量(相对于像素PX2b的中心发生的偏移量)依赖于从像素区域20的中心到像素PX2b的距离，并且随着该距离的增大而变大。换言之，具有最大长度的超构原子的偏离量依赖于倾斜光Lb的倾斜角，并且随着该倾斜角的增大而变大。例如，由于本发明中的像素PX2b位于像素区域20的端部(1.0图像高度)附近，因此把从相应像素PX2b的中心在+X方向及+Y方向上偏离了预定距离的超构原子15_2(1,1)确定为具有最大长度的超构原子。需要注意的是，偏移量是可以任意地设定的。因此，如图18A至图20B所示，可以将最末端的超构原子15_2(2,2)定义为具有最大长度的超构原子。
与超构原子15_2(1,1)在±X方向上相邻的两个超构原子15_2(0,1)和15_2(2,1)各自的在偏振方向(Y方向)上的长度Dy(0,1)和Dy2(2,1)比超构原子15_2(1,1)的长度Dy2(1,1)短。此外，与超构原子15_2(0,1)在-X方向上相邻的超构原子15_2(-1,1)的在Y方向上的长度Dy2(-1,1)比超构原子15_2(0,1)的长度Dy2(0,1)短。
另外，与超构原子15_2(1,1)在±Y方向上相邻的两个超构原子15_2(1,2)和15_2(1,0)各自的在偏振方向(Y方向)上的长度Dy2(1,2)和Dy2(1,0)比超构原子15_1(1,1)的长度Dy2(1,1)短。此外，与超构原子15_1(1,0)在-Y方向上相邻的超构原子15_1(1,-1)的在X方向上的长度Dy2(1,-1)比超构原子15_1(1,0)的长度Dy2(1,0)短。
因此，在像素区域20的端部(1.0图像高度)附近的像素PX1b中，根据倾斜光Lb的倾斜量，从PX1b的中心偏离了规定偏移量的超构原子具有最大长度。例如，在偏振成分P3的偏振方向(X方向)上，超构原子15_1(1,1)的长度Dx1(1,1)是最大的，而且，随着离具有最大长度的超构原子15_1(1,1)的距离的增大，在偏振方向(X方向)上的长度是逐渐变短的。另外，从像素PX2b的中心偏离了规定偏移量的超构原子15_2(1,1)在偏振成分P4的偏振方向(Y方向)上的长度Dy2(1,1)是最大的。此外，随着离具有最大长度的超构原子15_2(1,1)的距离的增大，在偏振方向(Y方向)上的长度是逐渐变短的。
如前所述，在本发明中，在入射光La和入射光Lb的偏振成分P1至P4的各个偏振方向上具有最大长度的超构原子在各像素内的位置依赖于从像素区域20的中心到相应的该像素的距离。例如，在大致位于像素区域20的中心处的像素PX1a和PX2a之中，在偏振成分P1和P2的偏振方向上具有最大长度的超构原子15_1(0,0)或15_2(0,0)大致位于相应的像素PX1a或PX2a的中心。
另一方面，在像素区域20的端部附近的像素PX1b和PX2b中，在偏振成分P3和P4的偏振方向上具有最大长度的超构原子15_1(1,1)或15_2(1,1)从相应的像素PX1b或PX2b的中心偏离(偏移)了规定距离。因此，偏振控制元件11b和12b能够执行对倾斜光Lb的出射光瞳校正，并且能够使得偏振成分P3和P4会聚到像素PX1b的中央和像素PX2b的中央。
具有最大长度的超构原子15_1(1,1)或15_2(1,1)与像素PX1b或PX2b的中心的距离依赖于从像素区域20的中心到像素PX1b或PX2b的距离。例如，从具有最大长度的超构原子15_1(1,1)或15_2(1,1)的位置到像素PX1b的中心或PX2b的中心的距离随着从像素区域20的中心到像素PX1b或PX2b的距离的增大而变大。即，从具有最大长度的超构原子15_1(1,1)或15_2(1,1)的位置到像素PX1b的中心或PX2b的中心的距离随着倾斜光Lb的倾斜角的增大而变大。因此，偏振控制元件11a至12b能够执行对分别具有给定倾斜角的入射光La和入射光Lb的出射光瞳校正，并且能够使得偏振成分P1至P4会聚到所期望的像素PX1a至PX2b各自的中央。
[第二实施方案]
图12是示出了根据第二实施方案的偏振控制元件11a的超构表面结构的一个示例的平面图。图12还示出了超构原子15_1(x,y)在偏振成分P1的偏振方向上的长度Dx(x,y)的曲线图。
在第二实施方案中，在从具有最大长度的超构原子15_1(0,0)离开每当一个给定距离(例如，偏振成分P1的大致波长λ1)处，超构原子的在偏振成分P1的偏振方向(X方向)上的长度就恢复。例如，在图12中，从具有最大长度的超构原子15_1(0,0)离开一个给定距离的超构原子15_1(6,0)的长度Dx(6,0)大致等于超构原子15_1(0,0)的长度。以这种方式，在每离开一个给定距离处，周期性地将超构原子15_1(x,y)的长度恢复为等于超构原子15_1(0,0)的长度Dx(0,0)。因此，即使在像素PX1a的平面尺寸大于偏振成分P1的波长的情况下，也能够执行出射光瞳校正。
图13是示出了根据第二实施方案的偏振控制元件12a的超构表面结构的一个示例的平面图。图13还示出了超构原子15_2(x,y)在偏振成分P2的偏振方向上的长度Dy(x,y)的曲线图。
同样，在从具有最大长度的超构原子15_2(0,0)离开每当一个给定距离(例如，偏振成分P2的大致波长λ2)处，超构原子的在偏振成分P2的偏振方向(Y方向)上的长度就恢复。例如，在图13中，从具有最大长度的超构原子15_2(0,0)离开一个给定距离处的超构原子15_2(-6,0)的长度Dy(-6,0)大致等于超构原子15_2(0,0)的长度。以这种方式，在每离开一个给定距离处，周期性地将超构原子15_2(x,y)的长度恢复为等于超构原子15_2(0,0)的长度Dy(0,0)。因此，即使在像素PX2a的平面尺寸大于偏振成分P2的波长的情况下，也能够执行出射光瞳校正。
第二实施方案的其余构造可以与第一实施方案的相应构造相同。因此，第二实施方案能够提供与第一实施方案的效果类似的效果。
[第三实施方案]
图14A是示出了根据第三实施方案的偏振控制元件13a和14a的超构表面结构的一个示例的平面图。在第三实施方案中，偏振控制元件13a的超构表面结构被构造为使得入射光La的偏振成分P3会聚到像素PX3a的中央并且使得入射光La的偏振成分P4会聚到像素PX4a的中央。需要注意的是，沿着图14A中的线14-14截取的截面除了在超构原子15的宽度方面不同之外，其他方面与图7中的截面类似，因此，省略了沿着线14-14截取的截面的图示。
在X-Y平面上，偏振成分P3和P4各自的偏振方向相对于偏振成分P1及P2的偏振方向(X轴及Y轴)是倾斜的。例如，在X-Y平面上，偏振成分P3的偏振方向从X方向以倾斜角+θ倾斜。在X-Y平面上，偏振成分P4的偏振方向从X方向以倾斜角-θ倾斜。例如，可以将θ设置为45度。在这种情况下，偏振成分P3和P4在X-Y平面上是彼此大致正交的。
使偏振控制元件13a的多个超构原子15_3(x,y)倾斜从而具有沿着偏振成分P3的偏振方向延伸的边。使偏振控制元件14a的多个超构原子15_4(x,y)倾斜从而具有沿着偏振成分P4的偏振方向延伸的边。
这里，在偏振成分P3和P4各自的偏振方向上具有最大长度的超构原子的位置依赖于从像素区域20的中心到像素PX3a或PX4a的距离。例如，在像素PX3a和PX4a位于像素区域20的中心附近的情况下，入射光La大致从Z方向进行入射。位于像素PX3a的大致中心处的超构原子15_3(0,0)在入射光La的偏振成分P3的偏振方向上的长度是最大的。同样，位于像素PX4a的大致中心处的超构原子15_4(0,0)在入射光La的偏振成分P4的偏振方向上的长度是最大的。
在像素PX3a和PX4a中，超构原子15_3(0,0)在偏振成分P3的偏振方向上的长度Dxy3(0,0)是最大的。偏振方向上的长度Dxy3(x,y)随着离超构原子15_3(0,0)(像素PX3a的中心)的距离的增大而逐渐变短。因此，超构原子15_3(x,y)在偏振成分P3的偏振方向上的长度依赖于与像素PX3a的中心相距的距离。需要注意的是，长度Dxy3(x,y)和Dxy4(x,y)各自表示在偏振成分P3的偏振方向上的长度。长度Dyx3(x,y)和Dyx4(x,y)各自表示在偏振成分P4的偏振方向上的长度。
在像素PX3a和PX4a中，超构原子15_4(0,0)在偏振成分P4的偏振方向上的长度Dxy4(0,0)是最大的。偏振方向上的长度Dxy4(x,y)随着离超构原子15_4(0,0)(像素PX4a的中心)的距离的增大而逐渐变短。因此，超构原子15_4(x,y)在偏振成分P4的偏振方向上的长度依赖于与像素PX4a的中心相距的距离。
图14B是示出了根据第三实施方案的偏振控制元件13b和14b的超构表面结构的一个示例的平面图。与图11中的像素PX1b和PX2b一样，在像素位于像素区域20的端部(1.0图像高度)附近的情况下，倾斜光Lb在从Z方向倾斜的方向上入射。在这种情况下，以与第一实施方案类似的方式，偏离了像素中心的超构原子在倾斜光Lb的偏振成分P3的偏振方向上的长度是最大的。例如，把从像素的中心在倾斜光Lb的倾斜方向上偏离了规定偏移量的超构原子15_3(1,1)确定为具有最大长度的超构原子。具有最大长度的超构原子15_3(1,1)的相对于像素PX3b的中心发生的偏离量(相对于像素PX3b的中心发生的偏移量)依赖于从像素区域20的中心到像素的距离，并且随着该距离的增大而变大。换言之，具有最大长度的超构原子15_3(1,1)的偏离量(偏移量)依赖于倾斜光Lb的倾斜角。偏离量随着倾斜角的增大而变大。
在倾斜光Lb的偏振成分P4的偏振方向上也适用类似的变大。偏离了像素中心的超构原子在倾斜光Lb的偏振成分P4的偏振方向上的长度是最大的。例如，把从像素的中心在倾斜光Lb的倾斜方向上偏离了规定偏移量的超构原子15_4(1,1)确定为具有最大长度的超构原子。具有最大长度的超构原子15_4(1,1)的偏离量(偏移量)依赖于从像素区域20的中心到像素的距离，并且随着该距离的增大而变大。换言之，具有最大长度的超构原子15_4(1,1)的偏离量(相对于像素PX4b的中心发生的偏移量)依赖于倾斜光Lb的倾斜角。偏离量随着倾斜角的增大而变大。
因此，偏振控制元件的超构表面结构进一步能够对相对于偏振成分P1及P2倾斜的偏振成分P3和P4执行出射光瞳校正，并且能够使得各偏振成分会聚到位于像素区域20的给定位置处的像素PX1a和PX2a或者像素PX1b和PX2b各者的中央。
第三实施方案的其余构造可以与第一实施方案的构造相同。因此，第三实施方案能够提供与第一实施方案类似的效果。此外，第三实施方案可以与第二实施方案相组合。
[超构原子的尺寸]
图15是示出了与偏振成分P1、P2对应的超构原子15的平面尺寸的说明图。在X方向上节距为PCHx且在Y方向上节距为PCHy的范围内设置一个超构原子15。按如下方式来求得节距PCHx的长度和节距PCHy的长度。
在超构原子15的长边和短边尺寸分别与节距PCHx和节距PCHy大致平行的情况下，
PCHx≥超构原子的长边(关系式1)，并且
PCHy≥超构原子的长边(关系式2)。
在超构原子15的长边和短边尺寸相对于节距PCHx或节距PCHy倾斜的情况下，
PCHx≥超构原子的长边+短边(关系式3)，并且
PCHy≥超构原子的长边+短边(关系式4)。
超构原子15被设置在由节距PCHx和节距PCHy界定的范围内。因此，超构原子15的长度Dx(x,y)等于或短于节距PCHx。超构原子15的长度Dy(x,y)等于或短于节距PCHy。换言之，与偏振成分P1和P2对应的超构原子15在X方向上的最大长度等于节距PCHx，同时该超构原子15在Y方向上的最大长度等于节距PCHy。
图16是示出了与偏振成分P3和P4对应的超构原子15的平面尺寸的说明图。在超构原子15以角度θ倾斜的情况下，例如，超构原子15的长边的长度Dxy(x,y)和短边的长度Dyx(x,y)优选地满足下面的关系式5和关系式6。
Dxy(x,y)cosθ+Dyx(x,y)sinθ≤PCHx(关系式5)
Dxy(x,y)sinθ+Dyx(x,y)cosθ≤PCHy(关系式6)
因此，超构原子15被设置在节距PCHx和节距PCHy的区域内。
当θ为45度时，超构原子15的最大值由节距PCHx和PCHy的区域的对角线(最大值)表示。因此，等于或小于PCHx，并且进一步地，/>小于或等于PCHy。
如果超构原子15超出节距PCHx和PCHy的区域，那么将会在入射光La和入射光Lb的单个周期中给予入射光La和入射光Lb的相位延迟量偏差。
对照地，当超构原子15满足关系式5和关系式6时，能够抑制入射光La和入射光Lb的相位延迟量偏差。因此，能够抑制偏振分离及光会聚特性的劣化。
[第四实施方案]
图17是示出了根据第四实施方案的偏振控制元件的超构表面结构的一个示例的平面图。第四实施方案是第一实施方案和第三实施方案的组合。在第四实施方案中，与四个像素PX1a至PX4a对应的偏振控制元件11a至14a被布置为彼此相邻，并且能够将入射光La的偏振成分P1至P4分别会聚在像素PX1a至PX4a的中央。
将四个偏振控制元件11a至14a作为一组，在像素区域20中重复地布置偏振控制元件11a至14a。因此，偏振控制元件11a至14a能够对偏振成分P1至P4进行出射光瞳校正，并且使得偏振成分P1至P4能够分别会聚到像素PX1a至PX4a的中央。
在图17未图示出的像素区域20的端部处，与倾斜光Lb的入射角和倾斜方向对应地，把具有最大长度的超构原子设定在从像素的中心偏离了规定偏移量的位置处。因此，像素PX1a至PX4a能够正确地检测入射光La的偏振成分P1至P4的光强度。
[入射光L的入射角与具有最大长度的超构原子的位置之间的关系]
图18A至图19B是各自示出了入射光L的入射角与具有最大长度的超构原子的位置之间的关系的说明图。需要注意的是，将会说明在偏振成分P1的偏振方向(X方向)上具有最大长度的超构原子，并且将会省略对在偏振成分P2至P4的偏振方向上具有最大长度的超构原子的说明。另外，可以任意地设定具有最大长度的超构原子的偏移量。因此，图18A至图20B中具有最大长度的超构原子的偏移量不同于图11中具有最大长度的超构原子的偏移量。然而，这并没有问题。
如图1所示，在与位于像素区域20的中心处的像素PX1a对应的偏振控制元件中，如图4所示，位于像素PX1a的中心处的超构原子15_1(0,0)在偏振方向(X方向)上的长度是最大的。
如图18A所示，从Z轴朝着+X方向倾斜的倾斜光Lc入射到位于像素区域20的-X方向端部处的像素PX5上。在与像素PX5对应的偏振控制元件16中，例如，如图18B所示，位于像素PX5的+X方向端部处的超构原子15_1(2,0)在偏振方向(X方向)上的长度是最大的。像素PX5中的超构原子15_1(x,y)的在偏振方向上的长度随着离具有最大长度的超构原子15_1(2,0)的距离的增大而变短。
如图19A所示，从Z轴朝着+Y方向倾斜的倾斜光Ld入射到位于像素区域20的-Y方向端部处的像素PX6上。在与像素PX6对应的偏振控制元件17中，例如，如图19B所示，位于像素PX6的+Y方向端部处的超构原子15_1(0,2)在偏振方向(X方向)上的长度是最大的。像素PX6中的超构原子15_1(x,y)的在偏振方向上的长度随着离具有最大长度的超构原子15_1(0,2)的距离的增大而变短。
如图20A所示，从Z轴朝向+Y方向及-X方向倾斜的倾斜光Le入射在位于像素区域20的-Y方向及+X方向角部处的像素PX7上。在与像素PX7对应的偏振控制元件18中，例如，如图20B所示，位于像素PX7的+Y方向及-X方向端部处的超构原子15_1(-2,2)在偏振方向(X方向)上的长度是最大的。像素PX7中的超构原子15_1(x,y)的在偏振方向上的长度随着离具有最大长度的超构原子15_1(-2,2)的距离的增大而变短。
以这种方式，从像素中的具有最大长度的超构原子的位置到该像素的中心的距离随着从像素区域20的中心到该像素的距离的增大而变大。另外，从该像素中的该超构原子的位置到该像素的中心的距离随着入射光的相对于Z方向的倾斜角的增大而变大。
需要注意的是，与各像素对应的超构原子的数量不限于特定数量，而是可以任意地设定。
[第五实施方案]
图21是示出了根据第五实施方案的偏振控制元件11a至11c的构造示例的断面图。在第五实施方案中，在一个像素PX1a上方层叠有多个偏振控制元件11a至11c。多个偏振控制元件11a至11c可以具有不同的超构表面结构。例如，偏振控制元件11a至11c可以对相互不同颜色(波长)的入射光的光线进行偏振控制。因此，偏振控制元件11a至11c能够对具有宽频带的入射光进行偏振控制。例如，偏振控制元件11a、11b、……、11c中的超构表面结构的位置和超构原子尺寸可以逐渐地相对于彼此而改变。因此，相位延迟量能够逐渐地被偏振。
例如，根据本发明的技术适用于诸如下列之类的具有摄像功能的任何类型的电子设备：包括数码相机和摄影机在内的相机系统；以及具有摄像功能的移动电话等。
此外，本技术可以采用以下构造。
(1)一种固态摄像装置，包括：
像素区域，所述像素区域包括多个像素；和
偏振控制元件，所述偏振控制元件被设置在所述像素区域的有入射光入射的入射面上方，且所述偏振控制元件包括与所述入射面大致平行地呈二维状布置的多个微细结构体，
其中，在与所述像素区域内所包含的第一像素对应的所述多个微细结构体之中，第一微细结构体的在所述入射光的第一偏振方向上的长度是最大的，并且所述第一微细结构体在所述第一像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第一像素的距离。
(2)根据(1)所述的固态摄像装置，其中
从所述第一微细结构体在所述第一像素中的所述位置到所述第一像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第一像素的距离的增大而变大。
(3)根据(1)或(2)所述的固态摄像装置，其中
从所述第一微细结构体在所述第一像素中的所述位置到所述第一像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像装置，其中
在与所述像素区域内所包含的第二像素对应的所述多个微细结构体之中，第二微细结构体的在所述入射光的与所述第一偏振方向大致正交的第二偏振方向上的长度是最大的，并且所述第二微细结构体在所述第二像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第二像素的距离。
(5)根据(4)所述的固态摄像装置，其中
从所述第二微细结构体在所述第二像素中的所述位置到所述第二像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第二像素的距离的增大而变大。
(6)根据(4)或(5)所述的固态摄像装置，其中
从所述第二微细结构体在所述第二像素中的所述位置到所述第二像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的固态摄像装置，其中
在所述第一像素中，所述多个微细结构体在所述第一偏振方向上的长度随着离所述第一微细结构体的距离的增大而变短。
(8)根据(4)至(6)中任一项所述的固态摄像装置，其中
在所述第二像素中，所述多个微细结构体在所述第二偏振方向上的长度随着离所述第二微细结构体的距离的增大而变短。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的固态摄像装置，其中
从所述第一微细结构体离开每当一个给定距离时，所述多个微细结构体在所述第一偏振方向上的长度就恢复到等于所述第一微细结构体的长度。
(10)根据(4)至(6)和(8)中任一项所述的固态摄像装置，其中
从所述第二微细结构体离开每当一个给定距离时，所述多个微细结构体在所述第二偏振方向上的长度就恢复到等于所述第二微细结构体的长度。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的固态摄像装置，其中
在与所述像素区域内所包含的第三像素对应的所述多个微细结构体之中，第三微细结构体的在所述入射光的从所述第一偏振方向及所述第二偏振方向倾斜的第三偏振方向上的长度是最大的，并且所述第三微细结构体在所述第三像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第三像素的距离。
(12)根据(11)所述的固态摄像装置，其中
从所述第三微细结构体在所述第三像素中的所述位置到所述第三像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第三像素的距离的增大而变大。
(13)根据(11)或(12)所述的固态摄像装置，其中
从所述第三微细结构体在所述第三像素中的所述位置到所述第三像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
(14)根据(1)至(13)中任一项所述的固态摄像装置，还包括：
设置于所述入射面上方且层叠起来的多个偏振控制元件。
需要注意的是，本发明不限于上述各实施方案，并且可以在本发明的要旨的范围内做出各种变形例。另外，本说明书中记载的效果仅仅是示例，且因此是不受限制的。本发明可以进一步提供任何其他效果。
附图标记列表
1：图像传感器
OP：光学系统
10：偏振控制单元
20：像素区域
PX1a至PX2b：像素
11a至12b：偏振控制元件
30：波导件
15：超构原子

Claims (14)

1.固态摄像装置，包括：
像素区域，所述像素区域包括多个像素；和
偏振控制元件，所述偏振控制元件被设置在所述像素区域的有入射光入射的入射面上方，且所述偏振控制元件包括与所述入射面大致平行地呈二维状布置的多个微细结构体，
其中，在与所述像素区域内所包含的第一像素对应的所述多个微细结构体之中，第一微细结构体的在所述入射光的第一偏振方向上的长度是最大的，并且所述第一微细结构体在所述第一像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第一像素的距离。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
从所述第一微细结构体在所述第一像素中的所述位置到所述第一像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第一像素的距离的增大而变大。
3.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
从所述第一微细结构体在所述第一像素中的所述位置到所述第一像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
4.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
在与所述像素区域内所包含的第二像素对应的所述多个微细结构体之中，第二微细结构体的在所述入射光的与所述第一偏振方向大致正交的第二偏振方向上的长度是最大的，并且所述第二微细结构体在所述第二像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第二像素的距离。
5.根据权利要求4所述的固态摄像装置，其中，
从所述第二微细结构体在所述第二像素中的所述位置到所述第二像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第二像素的距离的增大而变大。
6.根据权利要求4所述的固态摄像装置，其中，
从所述第二微细结构体在所述第二像素中的所述位置到所述第二像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
7.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
在所述第一像素中，所述多个微细结构体在所述第一偏振方向上的长度随着离所述第一微细结构体的距离的增大而变短。
8.根据权利要求4所述的固态摄像装置，其中，
在所述第二像素中，所述多个微细结构体在所述第二偏振方向上的长度随着离所述第二微细结构体的距离的增大而变短。
9.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
从所述第一微细结构体离开每当一个给定距离时，所述多个微细结构体在所述第一偏振方向上的长度就恢复到等于所述第一微细结构体的长度。
10.根据权利要求4所述的固态摄像装置，其中，
从所述第二微细结构体离开每当一个给定距离时，所述多个微细结构体在所述第二偏振方向上的长度就恢复到等于所述第二微细结构体的长度。
11.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
在与所述像素区域内所包含的第三像素对应的所述多个微细结构体之中，第三微细结构体的在所述入射光的从所述偏振方向倾斜的第三偏振方向上的长度是最大的，并且所述第三微细结构体在所述第三像素中的位置依赖于从所述像素区域的中心到所述第三像素的距离。
12.根据权利要求11所述的固态摄像装置，其中，
从所述第三微细结构体在所述第三像素中的所述位置到所述第三像素的中心的距离随着从所述像素区域的中心到所述第三像素的距离的增大而变大。
13.根据权利要求11所述的固态摄像装置，其中，
从所述第三微细结构体在所述第三像素中的所述位置到所述第三像素的中心的距离随着所述入射光的相对于与所述入射面垂直的方向的倾斜角的增大而变大。
14.根据权利要求1所述的固态摄像装置，还包括：
设置于所述入射面上方且层叠起来的多个偏振控制元件。
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