KR20210124073A - 와이어 그리드 및 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 갖는 광편광 장치를 포함하는 촬상 장치용 편광 장치 - Google Patents
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Abstract
이미지 센서는 온칩 동시 전체 스토크 편광 파라미터(선형 및 원형 편광 모두) 및 멀티/하이퍼 스펙트럼 영상을 제공하는 편광 필터 및 스펙트럼 필터를 포함한다. 편광 필터는 입사광을 소정의 선형 방향으로 편광한다. 상기 광편광필터는 와이어 그리드 및 위상-변조 나노 구조물을 포함한다. 상기 와이어 그리드는 일련의 금속-절연체-금속 와이어 구조물을 포함하는 적어도 하나의 와이어를 포함한다. 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 상기 와이어 그리드상에 형성되며 소정의 양만큼 상기 입사광의 위상을 변경한다. 위상-변조 나노 구조물은 제 1 폭은 제 2 폭에 수직인 상기 위상-변조 나노 구조물의 제 1 폭 및 제 2 폭에 기반하여 입사광을 변경하는 고유전 지수 나노 구조물이다.
Description
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 편광 필터(polarizing filters)와 스펙트럼 필터(spectral filters)를 갖는 이미지 센서에 관한 것이다. 편광 필터와 스펙트럼 필터는 온칩 동시 전체 스톡스 편광 파라미터(on-chip simultaneous full Stokes polarization parameter) (선형 및 원형 편광 모두) 및 멀티/하이퍼 스펙트럼 영상(multi/hyper spectral imaging)을 제공한다.
편광은 빛의 전자기(EM)장의 발진 또는 진동의 기하학적 배향을 나타내는 광의 특성이다. EM 진동은 편광판 또는 편광 필터를 사용하여 특정 방향으로 향하게 될 수 있다. 도 1a는 수평 편광 필터(101)를 통과하는 비편광된 광(100)을 도시한다. 상기 수평 편광 필터(101)를 통과하는 광(102)는 수평으로 편광된다. 도 1b는 도 1a의 등가 표현을 도시한다. 도 1c는 수직 편광 필터(103)을 통과하는 비편광된 광(100)을 도시한다. 상기 수직 편광 필터(103)을 통과하는 광(104)는 수직으로 편광된다. 도 1d는 도 1c의 등가 표현을 도시한다. 편광 필터(101, 103)은 또한 선형 편광판으로 지칭될 수 있다.
편광 필터 (101, 103)는 다른 방향으로 교번적으로 배향 될 수 있으며, 이 경우 편광 필터를 통과하는 광은 편광 필터의 배향에 대응하는 배향을 갖는다. 광은 또한 원형으로 편광 될 수 있다. 도 1e는 광(105)가 원형 편광된 예를 도시한다. 예를 들어, 원형 편광된 광(105)이 1/4 파장 판(106)을 통과하면, 광은 선형 편광된 광(107)이 된 후 선형 편광판(108)에 의해 추가로 여과되거나 편광 될 수 있다.
광의 일반적인 편광은 x와 y 축 사이의 위상으로 수평, 또는 x 방향 또는 수직 또는 y 방향으로 발생할 수 있다. 예를 들어, x 및 y 방향 전기장의 진폭과 x 및 y 방향 사이의 상대 위상을 결정함으로서, 광의 전체 스토크 편광 상태가 결정될 수 있다.
광의 편광의 검출은 가시성 조건이 불량한 가시성 조건, 예를 들어 ADAS(Advanced Driver-Assistance System)에서 물체에 이르기까지 사용될 수 있다. 또한, 광의 편광의 검출은 반사면, 즉, 표면상의 점의 수준이 다른 지점의 수준인지 여부를 검출하는데 사용될 수 있다. 반사면에서 빛을 반사 후, 광선은 서로 평행하게 배향되며 동일한 방향으로 전파된다. 편광 광의 다른 적용은 물체의 실제 이미지의 편광과 다른 물체의 반사된 이미지의 편광에 기초하여 물체의 다중 경로 반사를 거부하는 것을 포함한다. 편광 광의 산업 적용은 제조된 물체의 결함을 검출하는 것을 포함할 수 있다.
분광법은 또한 공간 기반 촬상, 원격 감지, 군사 타켓 추적, 지뢰 탐지, 탄도 미사일 탐지, 환경 감시, 의료, 법의학(범죄 과학 수사), 농업, 및 측량 및 매핑을 포함하여 다양한 분야에서 감지하는 데 사용할 수 있는 중요한 특징이다. 전형적인 소형 분광계는 부피가 수 세제곱 밀리미터보다 커서 분산 요소, 즉 격자 및 프리즘을 사용하여 또는 필터 어레이만을 사용하여 광을 분산시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 촬상 장치용 편광 장치는 와이어 그리드 및 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하는 광편광 장치를 제공하는데 있다.
예시적인 실시 예는 와이어 그리드 및 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 갖는 광편광 장치를 포함하는 촬상 장치용 편광 장치를 제공한다. 상기 광편광 장치는 입사광을 소정의 선형 방향으로 편광할 수 있다. 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 상기 와이어 그리드 상에 형성될 수 있다. 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 소정의 위상 변화량만큼 상기 입사광의 위상을 변경할 수 있다. 일실시 예에서, 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 고유전 지수 나노 구조물의 어레이를 포함할 수 있다. 상기 위상-변조 나노 구조물의 소정의 위상 변화량은 상기 제1 폭은 상기 제 2 폭에 수직인 상기 위상-변조 나노 구조물의 제1 폭 및 제 2 폭에 기반할 수 있다.
예시적인 실시 예는 와이어 그리드 및 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하는 광편광 장치를 포함할 수 있는 촬상 장치용 편광 장치를 제공한다. 상기 광편광 장치는 입사광을 소정의 선형 방향으로 편광할 수 있다. 상기 와이어 그리드는 일련의 금속-절연체-금속 와이어 구조물을 포함할 수 있는 적어도 하나의 와이어를 포함할 수 있다. 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 상기 와이어 그리드상에 형성되며 소정의 위상 변화량만큼 상기 입사광의 위상을 변경할 수 있다. 일실시 예에서, 상기 일련의 금속-절연체-금속 구조물의 적어도 하나의 금속-절연체-금속 와이어 구조물은 절연체로서 폴리-실리콘, 알루미늄 산화물, 실리콘 이산화 규소 및 티타늄 산화물 중 하나를 포함한다. 일실시 예에서, 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 고유전 지수 나노 구조물의 어레이를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예는 와이어 그리드 및 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하는 광편광 장치를 포함할 수 있는 촬상 장치용 편광 장치를 제공한다. 상기 광편광 장치는 입사광을 소정의 선형 방향으로 편광할 수 있다. 상기 와이어 그리드의 적어도 하나의 와이어는 금속-절연체-금속 와이어 구조물을 포함할 수 있다. 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 상기 와이어 그리드 상에 형성될 수 있다. 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 소정의 위상 변화량만큼 상기 입사광의 위상을 변경할 수 있다. 상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 상기 위상-변조 나노 구조물의 소정의 위상 변화량은 제 1 폭은 제 2 폭에 수직일 수 있는 상기 위상-변조 나노 구조물의 제 1 및 제 2 폭에 기반할 수 있는 고유전 지수 나노 구조물의 어레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 촬상 장치용 편광 장치는 와이어 그리드 및 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하는 광편광 장치를 포함한다. 광편광 장치는 입사광을 소정의 선형 방향으로 편광할 수 있다.
이하의 부분에서, 본 명세서에 게시된 본 발명의 양태들이 도면에 도시된 실시 예를 참조하여 설명될 것이다.
도 1a는 수평 편광 필터를 통과하는 비편광된 광을 도시한다.
도 1b는 도 1a의 등가 표현을 도시한다.
도 1c는 수직 편광 필터를 통과하는 비편광된 광을 도시한다.
도 1d는 도 1c의 등가 표현을 도시한다.
도 1e는 광이 2개의 직교 방향 축에 대하여 원형 편광된 예를 도시한다.
도 2는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 6개의 편광 상태를 검출하는데 사용될 수 있는 4개의 화소에 대하여 4개의 편광 필터의 배치의 예시적인 실시 예를 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 나노 구조물의 데카르트 치수의 함수로서의 위상의 그래프이며;
도 3b는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 나노 구조물을 포함하는 편광 필터의 시야의 함수로서의 화소에서의 정규화된 강도의 그래프이며;
도 4a는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 크로스-편광으로부터의 반사를 억제하는 MIM 구조물을 가진 와이어 그리드의 단면도를 도시한다.
도 4b는 금속으로 형성된 와이어를 갖는 전형적인 와이어 그리드의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 6개의 편광 상태를 검출하는 데 사용될 수 있는 편광판의 예시적인 실시 예의 상면도를 도시한다.
도 6a 내지 6e는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 광다이오드의 배열상에 다른 스펙트럼 필터를 형성하는 예시적 시퀀스의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 온칩 동시 전체 스토크 편광 파라미터 및 멀티/하이퍼 스펙트럼 영상을 제공하기 위해 이미지 센서와 함께 사용될 수 있는 편광 필터 및 상이한 스펙트럼 필터의 배열의 예시적인 실시 예의 상면도를 도시한다.
도 8은 본 명세서에서 게시된 본 발명에 따른 온칩 동시 전체 스토크 편광 파라미터 (선형 및 원형 편광 모두) 및 멀티/하이퍼 스펙트럼 영상을 제공하는 편광 필터 및 스펙트럼 필터를 갖는 영상 시스템을 도시한다.
도 9는 본 명세서에서 게시된 본 발명에 따른 편광 필터 및 스펙트럼 필터를 갖는 이미지 센서를 포함하는 전자장치를 도시한다.
도 1a는 수평 편광 필터를 통과하는 비편광된 광을 도시한다.
도 1b는 도 1a의 등가 표현을 도시한다.
도 1c는 수직 편광 필터를 통과하는 비편광된 광을 도시한다.
도 1d는 도 1c의 등가 표현을 도시한다.
도 1e는 광이 2개의 직교 방향 축에 대하여 원형 편광된 예를 도시한다.
도 2는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 6개의 편광 상태를 검출하는데 사용될 수 있는 4개의 화소에 대하여 4개의 편광 필터의 배치의 예시적인 실시 예를 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 나노 구조물의 데카르트 치수의 함수로서의 위상의 그래프이며;
도 3b는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 나노 구조물을 포함하는 편광 필터의 시야의 함수로서의 화소에서의 정규화된 강도의 그래프이며;
도 4a는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 크로스-편광으로부터의 반사를 억제하는 MIM 구조물을 가진 와이어 그리드의 단면도를 도시한다.
도 4b는 금속으로 형성된 와이어를 갖는 전형적인 와이어 그리드의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 6개의 편광 상태를 검출하는 데 사용될 수 있는 편광판의 예시적인 실시 예의 상면도를 도시한다.
도 6a 내지 6e는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 광다이오드의 배열상에 다른 스펙트럼 필터를 형성하는 예시적 시퀀스의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 온칩 동시 전체 스토크 편광 파라미터 및 멀티/하이퍼 스펙트럼 영상을 제공하기 위해 이미지 센서와 함께 사용될 수 있는 편광 필터 및 상이한 스펙트럼 필터의 배열의 예시적인 실시 예의 상면도를 도시한다.
도 8은 본 명세서에서 게시된 본 발명에 따른 온칩 동시 전체 스토크 편광 파라미터 (선형 및 원형 편광 모두) 및 멀티/하이퍼 스펙트럼 영상을 제공하는 편광 필터 및 스펙트럼 필터를 갖는 영상 시스템을 도시한다.
도 9는 본 명세서에서 게시된 본 발명에 따른 편광 필터 및 스펙트럼 필터를 갖는 이미지 센서를 포함하는 전자장치를 도시한다.
이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적 상세들이 제시된다. 그러나 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 이러한 구체적 상세들이 없이도 본 발명의 국면들을 구현할 수 있을 것으로 이해해야 할 것이다. 다른 경우들에, 잘 알려진 방법, 공정, 구성요소 및 회로들은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않았다.
이 명세서 전체에서, “한 실시 예(one embodiment)" 또는 "어떤 실시 예(an embodiment)"라는 기재는 그 실시 예 연계되어 설명된 특정한 특징부(feature), 구조, 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함될 수 있음을 의미한다. 이에 따라, 이 명세서 전체의 여러 위치들에서 "한 실시 예에서(in one embodiment)" 또는 "어떤 실시 예에서(in an embodiment)" 또는 "한 실시 예에 따라(according to one embodiment)"(또는 유사한 의미를 가지는 다른 문구들)라는 문구의 출현은 반드시 모두 동일한 실시 예를 지칭하는 것이 아닐 수 있다. 뿐만 아니라, 특정한 특징부, 구조, 또는 특징들은 하나 이상의 실시 예들에서 어떤 적당한 방식으로 조합될 수 있다. 이에 관련하여, 이 명세서에 사용된 ”예시적(exemplary)라는 단어는 “예, 사례, 또는 실례의 역할을 한다(serving as an example, instance, or illustration)”는 것을 의미한다. 이 명세서에 “예시적(exemplary)"로 설명된 어떤 실시 예는 반드시 다른 실시 예들보다 바람직하거나 유용한 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한 측정한 특징부, 구조, 또는 특징들은 하나 이상의 실시 예들에서 어떤 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 또 이 명세서의 논의의 맥락에 따라, 단수 용어는 해당하는 복수의 형태들을 포함하고 복수 용어는 해당하는 단수 형태를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, (예를 들어 "2-차원(two-dimensional)", "사전-결정된(pre-determined; 소정의)", "화소-특정(pixel-specific)" 등의) 하이픈으로 연결된 용어는 종종 (예를 들어 "2차원(two dimensional)", "사전 결정된(predetermined; 소정의)" "화소 특정(pixel specific)" 등의) 하이픈이 없는 해당 용어와 호환적으로 사용될 수 있고, (예를 들어 "반시계(Counter Clock)", "행 선택(Row Select)", "픽스아웃(PIXOUT)" 등) 대문자화된 용어는 (예를 들어 "반시계(counter clock)", "행 선택(row select)", "픽스아웃(pixout)" 등의) 대문자화되지 않은 해당 용어와 호환적으로 사용될 수 있다. 이와 같이 부정기적인 호환적 사용들은 상호 불일치로 간주되지 않는다.
또한, 이 명세서의 논의의 문맥에 따라, 단수 용어는 해당하는 복수의 형태들을 포함하고 복수 용어는 해당하는 단수 형태를 포함할 수 있다. 이 명세서에서 도시되고 논의된 (구성요소 도표들을 포함한) 여러 도면들은 단지 예시의 목적이며 축척대로 도시된 것이 아님에 또한 주의해야 한다. 이와 유사하게, 여러 가지 파형들과 타이밍 도들은 단지 예시적 목적으로 보였다. 예를 들어, 요소들의 일부의 크기는 명료성을 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다. 또한 적절하다고 간주되면, 참조 번호들은 대응 및/또는 유사한 요소들을 지시하기 위해 도면들 간에 반복되었다.
이 명세서에 사용된 용어들은 단지 일부 예시적 실시 예들을 기술하기 위한 목적이며, 청구된 발명을 한정할 것을 의도한 것이 아니다. 이 명세서에 사용된 "a," "an" 및 "the" 등의 단수형은 문맥이 명확히 달리 지시하지 않는 한 복수형들 역시 포함한다. 또한 "구비한다(comprises)" 및/또는 "구비하는(comprising)"이라는 용어가 이 명세서에 사용될 때, 기술된 특징부, 숫자, 단계, 작동, 요소 및/또는 구성요소들의 존재를 규정하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 숫자, 단계, 작동, 요소, 구성요소, 및/또는 그 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이 명세서에 사용된 “첫째(first)" "둘째(second)"라는 용어는 이들이 선행하는 명사의 표지(label)로 사용되며, 명시적으로 그렇다고 정의되지 않는 한 (예를 들어 공간, 시간, 논리 등의) 어떤 종류의 순서(ordering)를 의미하지 않는다. 뿐만 아니라, 동일한 참조번호들이 동일 또는 유사한 기능을 가지는 부품, 구성요소, 블록, 회로, 유닛, 또는 모듈들을 지칭하도록 둘 이상의 도면들에 걸쳐 사용될 수 있다. 그러나 이러한 용법은 도시의 간단성과 논의의 편의만을 위한 것이며; 이러한 구성 요소 또는 유닛들의 구성 또는 구조적 상세들이 모든 실시 예들에서 동일하거나 또는 이와 같이 공통적으로 참조된 부분/모듈들이 본 발명의 예시적 실시 예들의 일부를 구현할 유일한 방법임을 의미하지 않는다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층과 “위(on)", "연결된다(connected to)" 또는 "결합된다(coupled to)"라고 기재된 경우는, 이는 다른 요소 또는 층에 직접 위, 연결 또는 결합되거나 중간(intervening) 요소 또는 층들이 존재할 수 있다. 이에 반해, 다른 요소 또는 층과 "바로 위(directly on)", "직접 연결된다(directly connected to)" 또는 "직접 결합된다(directly coupled to)"라고 기재된 경우는 중간 요소 또는 층들이 존재하지 않는다. 유사한 부재번호는 전체적으로 유사한 요소들을 지시한다. 이 명세서에 사용된 ”및/또는(and/or)"라는 용어는 연계되어 열거된 항목들의 하나 이상의 모든(any and all) 조합들을 포함한다.
이 명세서에 사용된 “첫째(first)" "둘째(second)"라는 용어는 이들이 선행하는 명사의 표지(label)로 사용되며, 명시적으로 그렇다고 정의되지 않는 한 (예를 들어 공간, 시간, 논리 등의) 어떤 종류의 순서 매김(ordering)를 의미하지 않는다. 뿐만 아니라, 동일한 참조번호들이 동일 또는 유사한 기능을 가지는 부품, 구성요소, 블록, 회로, 유닛, 또는 모듈들을 지칭하도록 둘 이상의 도면들에 걸쳐 사용될 수 있다. 그러나 이러한 용법은 도시의 간단성과 논의의 편의만을 위한 것이며; 이러한 구성 요소 또는 유닛들의 구성 또는 구조적 상세들이 모든 실시 예들에서 동일하거나 또는 이와 같이 공통적으로 참조된 부분/모듈들이 본 발명의 예시적 실시 예들의 일부를 구현할 유일한 방법임을 의미하지 않는다.
달리 정의되지 않는 한, (기술 및 과학 용어들을 포함하여) 이 명세서에 사용된 모든 용어들은 본 발명의 속한 당업계에 통상의 지식을 가진 자들이 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 일반적으로 사용되는 사전들에 정의된 용어들은 관련 업계의 문맥에서의 의미에 부합하는 의미로 해석되어야 하며, 이 명세서에서 그렇게 정의하지 않는 한 이상적으로 되거나 지나치게 형식적인 의미로 해석해서는 안 된다는 것도 이해해야 할 것이다.
본 명세서에 게시된 본 발명은 촬영된 이미지의 완전한 분극 상태 및 스펙트럼 정보를 검출하고, 높은 스펙트럼 해상도 및 높은 시야(FOV)를 가지며, 초고속이며 효율성이 높으며 자율, 산업 및 의료 응용 분야와 같은 다양한 응용 분야에 사용될 수 있는 온칩 (멀티/하이퍼) 스펙트럼 편광 촬영 장치를 제공한다. 일실시 예에서, 본원에 게시된 본 발명은 다중 스펙트럼 이미지 센서의 각 화소상의 마이크로 렌즈 어레이를 사용하지 않고 다중 스펙트럼 이미지 센서와 함께 전체 스토크 - 편광 촬상(이미지) 장치를 제공한다. 광의 위상과 편광은 또한 멀티/하이퍼 스펙트럼 센서의 각도 의존적 FOV 특성을 향상시키기 위해 동시에 변조될 수 있다. 단일 이미지 촬영은 동시 및 초고속 선형 및 원형 편광 정보 및 다중 스펙트럼 영상을 제공할 수 있다.
도 2는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따라 6개의 편광 상태를 검출하는데 사용될 수 있는 4개의 화소(205-208)에 대하여 4개의 편광 필터(201-204)의 배치(200)의 예시적인 실시 예를 도시한다. 상기 4개의 편광 필터(201-204)는 각각 상기 4개의 화소(205-208)에 대응한다. 각각의 화소(205-208)은 광 검출기를 포함한다. 필터(201)(H)는 필터(201)를 통과하는 광을 수평으로 편광한다. 필터(202)(V)는 수직으로 광을 편광한다. 필터(203)(D)는 대각으로 광을 편광하고, 필터(204)(L)는 광을 원형으로 편광한다. 다른 대안적인 실시 예에서, 6개의 편광 필터 및 6개의 화소가 사용될 수 있다. 추가의 2개의 편광 필터는 반대각선 편광 필터 및 원편광 필터(204)로부터 반대의 원형 방향으로 빛을 편광시키는 원편광 필터일 것이다.
편광 필터(201)의 상세한 내용은 편광 필터 (201)의 상면도를 도시하는 201a에 도시되어 있다. 편광 필터(201)는 와이어 그리드의 하나의 와이어만이 표시되는 와이어그리드(210) 및 하나의 나노 구조물만 표시되는 하나 이상의 위상-변조 나노 구조물, 또는 메타표면(211)을 포함한다. 와이어 그리드의 와이어는 크로스-편광으로부터 반사를 억제하는 금속-절연체-금속(MIM) 구조물을 포함할 수 있다. 나노 구조물(211)은 실리콘(a Si, c Si, p Si), 실리콘 질화물(Si3N4), 이산화 티타늄(TiO2), 질화 갈륨(GaN), 산화 아연(ZnO), 하프늄 규산염, 지르코늄 규산염, 이산화물 및 이산화 지르코늄과 같은 고유전 지수(index) 물질로 형성될 수 있다. 나노 구조물(211)은 또한 입사광의 후방 산란을 감소시킬 수 있으며, 또한 원형 편광을 검출하는데 도움이 될 수 있다.
와이어 그리드(210)는 편광 필터를 통과하는 광을 수평으로 편광하고, 나노 구조물(211)은 편광 필터를 통과하는 광의 위상을 변화시키거나 변조한다. 편광 필터(201)에 의해 생성되고 화소(205)에 초점을 맞춘 광의 패턴은 212로 도시되어있다. 다른 편광 필터(202)는 일련의 금속-절연체-금속(MIM) 구조물 및 하나 이상의 나노 구조물(미도시)을 갖는 와이어 그리드(미도시)를 포함한다. 원형 편광 필터(204)의 나노 구조물은 원편광 필터가 1/4 파장판으로 작동하도록 90도 위상 시프트를 제공한다.
상기 4개의 편광 필터(201-204) 및 상기 4개의 화소(205-208)의 배치(200)은 입사광을 위한 다음의 6개의 편광 상태를 생성하는데 사용될 수 있다.
여기서, IH는 화소(205)에서 측정된 수평 편광된 광(H)의 광 강도 파라미터이고, IV는 화소(206)에서 측정된 수직 편광된 광(V)의 광 강도 파라미터이고, ID는 화소(207)에서 측정된 대각 편광된 광(D)의 광 강도 파라미터이고, IA는 반대각 편광된 광의 강도 파라미터이고, IR은 우측 원형 편광된 광의 강도 파라미터이며, IL은 화소(208)에서 측정된 좌측 원형 편광된 광(L)의 광 강도 파라미터이다.
수식 (1) - (6)의 강도 파라미터들을 사용하여, 스토크 파라미터 S0, S1, S2, 그리고 S3이 다음과 같이 계산될 수 있다.
여기서, 
광선의 총 강도이고, DoLP는 선형 편광의 정도이고, Aolp는 선형 편광의 각도이며, 
는 x 방향의 광의 전기장의 크기이고, Eoy는 y 방향의 광의 전기장의 크기이며, d는 x 축에 대한 광의 전기장의 경사각이다.
도 3a는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 나노 구조물(211)의 데카르트 치수(직각 차원, Cartesian dimension)의 함수로서의 위상의 그래프(300)이다. 그래프(300)의 횡좌표는 nm단위의 나노 구조물의 치수(차원)이다. 수평 및 수직 치수는 모두 플롯 되어있다. 그래프(300)의 종축은 임의의 단위(a.u.)의 위상이다. 나노 구조물의 치수를 변경함으로서, 초점을 맞추기 위한 광의 파면을 변조하기 위해 전체 2p 위상 시프트가 얻어 질 수 있고, 편광 필터의 각도-독립적 특성이 증가될 수 있으므로 이미지 센서의 화소의 효율이 높아질 수 있다.
도 3b는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 나노 구조물을 포함하는 편광 필터의 시야(FOV)의 함수로서의 화소에서의 정규화된 강도의 그래프(350)이다. 그래프(350)의 횡좌압은 °도단위의 FOV 각도이고, 종축은 정규화된 강도이다. 곡선(351)은 광을 화소에 집중시키기위해 위상을 변경 또는 변조하는 나노 구조물(211)을 포함하는 편광 필터(201)과 같은 편광 필터의 시야(FOV) 각도의 함수로서 화소(205)와 같은 화소에서 정규화된 강도를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 곡선(351)은 ±15도의 FOV, 즉 30도의 FOV를 가지는 반면, 비교로서, 곡선(352)는 위상-변조 나노 구조물(211)을 포함하지 않는 전형적인 편광 필터에 의해 제공된 화소에서의 정규화 강도를 나타낸다.
도 4a는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 크로스-편광으로부터의 반사를 억제하는 금속-절연체-금속(MIM) 구조물을 가진 와이어 그리드(400)의 단면도를 도시한다. 도 4b는 MIM 구조물을 포함하지 않고 반사를 억제하지 않는 전형적인 와이어 그리드(450)의 단면도를 도시한다. 도 4a의 와이어 그리드(400)의 MIM 구조물은 제 1 금속 와이어 층(401), 유전체 층(402) 및 제 2 금속 와이어 층(403)을 포함한다. 와이어 그리드(400)에 형성된 위상-변조 나노 구조물(404)이 도시된다. 단일 MIM 구조물만이 도 4a에 도시되지만, 대안적인 실시 예에서, 서로 적층된 다수의 MIM 구조물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 MIM 구조물이 서로 적층된 경우, 결과적으로 생성된 구조물은 MIMMIM 구조물일 것이다. 2 개의 중간 M개의 층은 동일한 금속 재료 또는 상이한 금속 재료로부터 형성될 수 있다.
제 1 및 제 2 와이어 층(401, 403)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 팔라듐(PD), 탄탈륨(TA), 탄탈륨 질화물(Tan), 니오브륨(Nb) 및 P-도핑된 실리콘 (p-Si)과 같은 임의의 금속 또는 도핑된 반도체로부터 형성될 수 있으나, 이것에 제한되는 것은 아니다. 유전체층(402)은 실리콘(a-Si, p-Si)과 같은 산화 알루미늄(Al 2 O 3 ), 이산화 규소(SiO2SiO2), 실리콘 질화물(Si 3 N 4 ), 이산화 티타늄(TiO 2 ), 산화 아연(ZnO), 하프늄 실리케이트(HfSiO4), 지르코늄 실리케이트(ZrSiO 4 ), 하프늄 이산화물(HfO 2 ) 및 이산화 지르코늄(ZrO2) 및/또는 반도체와 같은 산화물과 임의의 유전체 물질로 형성 될 수 있다. 일실시 예에서, 유전체층(402)의 두께(T)는 약 수 나노미터 내지 수백 나노미터의 범위일 수 있다. 도 4b는 알루미늄과 같은 금속으로 형성된 와이어(451)를 갖는 전형적인 와이어 그리드(450)의 단면도를 도시한다.
아래의 표 1 및 2는 각각 도 4b에서 파장은 800 nm, 및 전형적인 와이어 그리드(450)에 대해서 도 4a에서의 와이어 그리드(400)의 전송(T), 반사(R) 및 흡수(A) 특성을 나타낸다. 표 1 및 2에서, 와이어 그리드(400)와 전형적인 와이어 그리드(450) 모두 수평 편광을 위해 배향된다. 유사한 특성을 수직 또는 대각 편광을 위해 배향된 와이어 그리드에 대해 얻을 수 있다.
| 편광 | T(%) | R(%) | A(%) |
| X | ~96 | ~1 | ~3.5 |
| Y | ~0.5 | ~4 | ~95.5 |
| 편광 | T(%) | R(%) | A(%) |
| X | ~96 | ~4 | ~0 |
| Y | ~1 | ~90 | ~9 |
표 1과 2는 모두 수평 편광된 광(즉, X 방향으로)의 전송율이 약 96%인 반면, 수직 편광된 광(즉, Y 방향으로)의 투과율은 작다(즉, 약 0.5% 및 약 1%)는 것을 나타낸다. 수평 편광된 광의 반사율는 와이어 그리드(400)의 경우, 약 1%이고, 전형적인 와이어 그리드(450)의 경우 약 4%이다. 반사율은 MIM구조물을 갖는 와이어 그리드(400)의 경우, 약 4%인 반면, 전형적인 와이어 그리드(450)의 반사율는 약 90%이다. 따라서, MIM구조물은 전형적인 와이어 그리드와 비교하여 반사량을 크게 감소시킨다. 또한, MIM구조물을 갖는 와이어 그리드(400)의 광의 흡수율은 X 방향으로 약 3.5%이고, Y 방향으로 약 95.5%이다. 반대로, 전형적인 와이어 그리드(450)는 X 방향으로는 사실상 흡수가 거의 없음을 나타내고, Y 방향으로는 약 9%만의 흡수율을 나타낸다. MIN 구조물에 의해 제공되는 반사율의 상당한 감소와 흡수율의 증가는 촬영된 이미지에서 고스팅을 크게 감시시킨다.
도 5는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 6개의 편광 상태를 검출하는 데 사용될 수 있는 편광판(500)의 예시적인 실시 예의 상면도를 도시한다. 편광판(500)는 이미지 센서(미도시)의 화소(미도시)에 각각 대응하는 4개의 편광 필터(501-504)를 포함한다. 필터(501)는 필터(501)을 통과하는 광을 수평으로 편광한다. 필터(502)는 수직으로 광을 편광한다. 필터(503)은 대각선으로 광을 편광하고, 필터(504)는 광을 원형으로 편광한다.
필터(501-504) 각각은 와이어 그리드 및 위상-변조 나노 구조물이 필터(501)에 대해서만 표시되지만, MIM 구조물을 갖는 와이어 그리드(510) 및 하나 이상의 위상-변조 나노 구조물(511)을 포함한다. 위상-변조 나노 구조물(511)의 수평 및 수직 치수는 원하는 포커싱을 달성하기 위해 도 1의 그래프(300)에 기초하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 위상-변조 나노 구조물(511)은 편광 필터(501-503)에 대체로 정사각형으로 도시되어 있지만, 편광 필터상의 나노 구조물의 위치에 따라 상이한 수평 및 수직 치수를 갖는 것으로 도시되어 있다. 원 편광 필터(504)의 위상-변조 나노 구조물은 편광 필터상의 나노 구조물의 위치에 따라 대체로 정사각형 또는 직사각형일 수 있다.
수평 편광 필터(501)가 편광판(500)의 좌상측 모서리에 위치하고, 수직 편광 필터(502)는 우하측 모서리에 위치하고, 대각 편광 필터(503)이 좌하측 모서리에 위치하며, 원형 편광 필터(504)는 우상측 모서리에 위치하는 편광 필터(501-504)의 배치는 예시적인 배치이고 다른 배치는 가능하다. 대안적인 예시적 실시 예에서, 원형 편광 필터(504)로부터 반대 원형 방향으로 광을 편광하는 반대각 편광 필터 및 원형 편광 필터와 같은 추가의 2개의 편광 필터는 편광판(500)에 포함될 수 있다. 이런 대안적인 실시 예는 또한 추가 2개의 화소를 사용한다.
상이한 스펙트럼 필터는 스토크 파라미터가 상이한 스펙트럼 범위의 광에 대해 결정될 수 있도록 예를 들어, 하나 이상의 편광판(500)과 정렬하여 배치될 수 있다. 도 6a 내지 6e는 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 광다이오드의 배열상에 다른 스펙트럼 필터를 형성하는 예시적 시퀀스의 단면도를 도시한다. 편광판(500)은 도 6a 내지 6e에 도시되지 않지만, 편광판(500)은 광 경로에서 스펙트럼 필터의 양측에 배치될 수 있다. 도 6a에서, 하단 분포 브래그 리플렉터(DBR)(602)는 광다이오드의 배열(미도시)를 포함하는 기판(601)상에 형성된다. 일 실시 예에서, 하단 DBR(602)는 SiO2 및 TiO2의 교번층으로 형성될 수 있다. 도 6b 내지 6d에서, 도 6e에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 필터(605a-n)를 형성하기 위해 광의 대응하는 다른 파장을 반사하는 포토리소그래피 및 패터닝 마스크(603)은 다른 높이 또는 두께를 갖는 층 및/또는 공동(604)를 형성하는데 사용될 수 있다. 각각의 스펙트럼 필터는 편광판(500)와 광 검출기와 정렬되도록 배치될 수 있다. 도 6e에서 스펙트럼 필터(605a-n)는 오직 하나의 방향 또는 치수로 표시됨을 이해해야 한다. 다른 직교 방향 단면도는 각각 다른 스펙트럼 범위를 덮는 하나 이상의 추가의 스펙트럼 필터를 도시할 수 있다.
도 7은 본 명세서에 게시된 본 발명에 따른 온칩 동시 전체 스토크 편광 파라미터 및 멀티/하이퍼 스펙트럼 영상을 제공하기 위해 이미지 센서와 함께 사용될 수 있는 편광 필터 및 상이한 스펙트럼 필터의 배열(700)의 예시적인 실시 예의 상면도를 도시한다. 편광 필터의 배열은 편광판(500)의 예시적인 실시 예를 포함할 수 있다. 상이한 스펙트럼 필터는 상이한 편광판(500)과 광학 정렬로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 필터(701)는 편광판(500) 등과 광학적으로 정렬될 수 있다.
도 8은 본 명세서에서 게시된 본 발명에 따른 온칩 동시 전체 스토크 편광 파라미터 (선형 및 원형 편광 모두) 및 멀티/하이퍼 스펙트럼 영상을 제공하는 편광 필터 및 스펙트럼 필터를 갖는 영상 시스템(800)을 도시한다. 촬상 시스템(800)은 이미지 센서(미도시)를 갖는 카메라(801)을 포함할 수 있다. 이미지 센서는 여기에 게시된 바와 같이 편광 및 스펙트럼 필터(802)를 포함할 수 있다. 이미지 센서에 의해 촬영된 이미지는 그레이 스케일 이미지(803)로서 처리되어 디모자이크(demosic)될 수 있다. 추가적으로, 촬영된 이미지는 편광 및 스펙트럼 필터(802)를 통과하는 다중 스펙트럼 선형 및 원형 편광에 대응하는 이미지를 생성하기 위해 처리될 수 있다. 예를 들어, 촬영된 이미지는 사용된 특정 편광 및 스펙트럼 필터(802)에 따라 다중 스펙트럼 수평 편광 이미지(804), 다중 스펙트럼 수직 편광 이미지(805), 대각(45도) 편광된 이미지(806), 비대각 편광된 이미지(807), 우측 원형 편광된 이미지(808) 및 좌측 원형 편광된 이미지(809)를 생성하는데 사용될 수 있다. 선형적으로 및 원형 편광된 이미지(804-809)로부터 결정된 파라미터는 이미지의 광에 대한 전체 스토크 파라미터를 생성하는데 사용될 수 있다.
또한, 촬영된 이미지는 비편광된 다중 스펙트럼 이미지(810) 및/또는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 이미지(811)를 생성하도록 처리될 수 있다. 다중 스펙트럼 필터가 적외선(IR)에 대한 필터를 포함하는 경우, 다중 스펙트럼 IR 이미지(812)가 촬상 시스템(800)에 의해 생성될 수 있다. 선형 편광도(DoLP)(813) 및 원형 편광도(DoCP)(814)를 나타내는 이미지가 생성될 수 있다.
도 9는 본 명세서에서 게시된 본 발명에 따른 편광 필터 및 스펙트럼 필터를 갖는 이미지 센서를 포함하는 전자장치(900)를 도시한다. 전자 장치(900)는 컴퓨팅 장치, PDA(Personal Digital Assistant), 랩톱 컴퓨터, 모바일 컴퓨터, 웹 태블릿, 무선 전화기, 휴대폰, 스마트 폰, 디지털 음악 플레이어 또는 유선 또는 무선 전자 장치에 사용될 수 있으며, 이것에 제한되지 않는다. 전자 장치(900)는 또한 ADAS, 모바일 장치 촬상 시스템, 산업용 촬상 시스템, 로보틱스 등의 일부일 수 있지만, 여기에 제한되지 않는다. 전자 장치(900)는 버스(970)을 통해 서로 결합된 제어기(910), 제한되지 않으나, 키패드, 키보드, 디스플레이, 터치 스크린 디스플레이, 카메라 및/또는 이미지 센서와 같은 입/출력 장치(920), 메모리(930), 인터페이스(940), GPU(950) 및 영상 처리부(960)을 포함할 수 있다. 제어기(910)는 예를 들어 적어도 하나의 마이크로 프로세서, 적어도 하나의 디지털 신호 프로세서, 적어도 하나의 마이크로 컨트롤러 등을 포함할 수 있다. 메모리(930)는 제어기(910)에 의해 사용될 명령 코드 또는 사용자 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
전자 장치(900) 및 전자 장치(900)의 다양한 시스템 구성 요소는 여기에 게시된 본 발명에 따라 편광 필터 및 스펙트럼 필터를 갖는 이미지 센서를 포함하는 이미지 처리부(960)를 포함할 수 있다. 인터페이스(940)는 RF 신호를 이용하여 무선 통신 네트워크와 데이터를 송신하거나 수신하도록 구성된 무선 인터페이스를 포함하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스(940)은 예를 들어, 안테나, 무선 송수신기, 등을 포함할 수 있다. 전자 시스템(900)은 또한 이것에 제한되지 않지만, 코드분할다중액세스(Code Division Multiple Access; CDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), North American Digital Communications (NADC), 확장시간분할다중액세스(Extended Time Division Multiple Access; E-TDMA), Wideband CDMA (WCDMA), CDMA2000, 와이파이, Municipal Wi-Fi (Muni Wi-Fi), 블루투스, Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT), 무선범용직렬버스(Wireless Universal Serial Bus; Wireless USB), Fast low-latency access with seamless handoff Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Flash-OFDM), IEEE 802.20, 일반패킷무선서비스(General Packet Radio Service; GPRS), iBurst, Wireless Broadband (WiBro), WiMAX, WiMAX-Advanced, Universal Mobile Telecommunication Service - Time Division Duplex (UMTS-TDD), 고속패킷액세스(High Speed Packet Access; HSPA), Evolution Data Optimized (EVDO), Long Term Evolution - Advanced (LTE-Advanced), 다채널다지점분배서비스(Multichannel Multipoint Distribution Service; MMDS), 등과 같은 통신 시스템의 통신 인터페이스 프로토콜에서 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 본 발명 및 동작의 실시 예는 디지털 전자 회로, 또는 본 명세서에 게시된 구조물 및 이것의 구조적 등가물을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에 또는 이들 중 하나 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에 설명된 본 발명의 실시 예는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 즉 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위해 또는 데이터 처리 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체에 인코딩된 컴퓨터-프로그램 명령의 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 프로그램 명령은 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위해 적절한 수신 장치의 전송을 위해 정보를 인코드하도록 생성된 인위적으로 생성된 전파 신호, 즉, 기계 생성 전기, 광학, 또는 전자기 신호 상에 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 저장 장치, 컴퓨터 판독 가능 저장 기판, 랜덤 또는 직렬 액세스 메모리 어레이 또는 장치 또는 이들의 조합에 포함될 수 있다. 게다가, 컴퓨터 저장 매체가 전파 신호가 아니지만, 컴퓨터 기억 매체는 인위적으로 생성된 전파 신호로 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령의 소스 또는 목적지일 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 하나 이상의 별도의 물리적 구성 요소 또는 매체(예: 다중 CD, 디스크 또는 기타 저장 장치)이거나 포함될 수도 있다. 추가적으로, 본 명세서에 설명된 동작은 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 장치에 저장된 또는 다른 소스로부터 수신된 데이터에 대한 데이터 처리 장치에 의해 수행되는 동작으로 구현될 수 있다.
본 명세서는 많은 특정 구현 세부 사항을 포함할 수 있지만, 구현 세부 사항은 임의의 청구된 본 발명의 범위에 대한 제한으로 해석되어서는 안되지만 오히려 특정 실시 예들에 특이한 특징에 대한 설명으로 해석되어야 한다. 별도의 실시 예의 맥락에서 본 명세서에서 설명되는 특정 특징은 단일 실시 예에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시 예의 맥락에서 기술된 다양한 특징들은 여러 실시 예에서 개별적으로 또는 임의의 적합한 서브 조합으로 구현될 수도 있다. 게다가, 특징은 특정 조합에서 작용하고 이와 같이 초기에서 청구될 수도 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징은 일부 경우에서 조합으로부터 실시될 수 있으며 청구된 조합은 서브 조합 또는 서브 조합의 변화로 지시될 수 있다.
유사하게, 동작은 특정 순서로 도면에 도시되지만, 이러한 동작이 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서로 수행되거나 모든 도시된 동작이 원하는 결과를 달성하도록 수행될 것을 요구하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서, 멀티 태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다. 게다가, 전술한 실시 예에서 다양한 시스템 구성 요소의 분리는 모든 실시 예에서 이러한 분리를 필요로하는 것으로 이해되어서는 안되며, 상기 기술된 프로그램 구성 요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품에 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품으로 패키징될 수 있음을 이해해야 한다.
따라서, 상기 본 발명의 특정 실시 예는 본 명세서에 기술된다. 다른 실시 예는 다음의 청구범위의 범위내에 있다. 일부의 경우에, 청구범위에 명시된 동작은 다른 순서로 수행될 수 있으며 여전히 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 추가적으로, 첨부 도면에 도시된 프로세스는 원하는 결과를 달성하기 위해 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서를 특별히 요구하지 않는다. 특정 구현에서, 멀티 태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다.
당업자가 인식하는 바와 같이, 본 명세서에 기술된 혁신적인 개념은 광범위한 범위에 걸쳐 수정되거나 변형될 수 있다. 따라서, 청구된 본 발명의 범위는 상기 논의된 특정 예시적인 것들 중 임의의 것에 한정되어서는 안 되지만, 대신 다음의 청구범위에 의해 정의된다.
Claims (20)
- 촬상 장치용 편광 장치에 있어서,
입사광을 소정의 선형 방향으로 편광하는 광편광 장치를 포함하고, 상기 광편광 장치는,
와이어 그리드; 및
상기 와이어 그리드 상에 형성된 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하며, 상기 나노 구조물은 소정의 위상 변화량만큼 입사광의 위상을 변경하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 고유전 지수 나노 구조물의 어레이를 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 위상-변조 나노 구조물의 소정의 위상 변화량은 상기 위상-변조 나노 구조물의 제 1 폭 및 제 2 폭에 기반하며, 상기 제1 폭은 상기 제 2 폭에 수직인 촬상 장치용 편광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 편광 장치의 시야는 정규화된 강도가 1인 경우에 대하여 30도인 촬상 장치용 편광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 편광 장치는,
입사광을 제 1 방향으로 편광하는 제 1 편광 장치;
입사광을 제 2 방향으로 편광하는 제 2 편광 장치;
상기 제 1 및 제 2 방향은 서로 직교하며,
입사광을 제 3 방향으로 편광하는 제 3 편광 장치; 및
입사광을 제 4 방향으로 편광하는 제 4 편광 장치를 포함하며,
상기 제 3 및 제 4 방향은 서로 직교하고 상기 제 1 및 제 2 방향으로부터 45도 회전하며,
상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 편광 장치 각각은,
입사광을 상기 편광 장치가 입사광을 편광하는 방향으로 편광하는 광편광 장치를 포함하며,
상기 광편광 장치는,
와이어 그리드, 및
상기 와이어 그리드 상에 형성된 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 방향은 각각 수직 방향, 수평 방향, 대각 방향, 및 비대각방향을 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 와이어 그리드의 적어도 하나의 와이어는 일련의 금속-절연체-금속 와이어 구조물을 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 입사광의 소정 범위의 파장을 통과하는 스펙트럼 필터를 더 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 촬상 장치용 편광 장치에 있어서,
입사광을 소정의 선형 방향으로 편광하는 광편광 장치를 포함하며,
상기 광편광 장치는
와이어 그리드;
상기 와이어 그리드의 적어도 하나의 와이어는 일련의 금속-절연체-금속 와이어 구조물; 및
상기 와이어 그리드 상에 형성된 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하며,
상기 나노 구조물은 소정의 위상 변화량만큼 입사광의 위상을 변경하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 일련의 금속-절연체-금속 구조물의 적어도 하나의 금속-절연체-금속 와이어 구조물은 절연체로서 폴리-실리콘, 알루미늄 산화물, 실리콘 이산화 규소 및 티타늄 산화물 중 하나를 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 고유전 지수 나노 구조물의 어레이를 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 위상-변조 나노 구조물의 소정의 위상 변화량은 상기 위상-변조 나노 구조물의 제1 폭 및 제 2 폭에 기반하며, 상기 제1 폭은 상기 제 2 폭에 수직인 촬상 장치용 편광 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 편광 장치의 시야는 정규화된 강도가 1.0인 경우에 대하여 30도인 촬상 장치용 편광 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 편광 장치는,
입사광을 제 1 방향으로 편광하는 제 1 편광 장치;
입사광을 제 2 방향으로 편광하는 제 2 편광 장치;
상기 제 1 및 제 2 방향은 서로 직교하며;
입사광을 제 3 방향으로 편광하는 제 3 편광 장치; 및
입사광을 제 4 방향으로 편광하는 제 4 편광 장치를 포함하며,
상기 제 3 및 제 4 방향은 서로 직교하고 상기 제 1 및 제 2 방향으로부터 45도 회전하며;
상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 편광 장치 각각은,
입사광을 상기 편광 장치가 입사광을 편광하는 방향으로 편광하는 광편광 장치를 포함하며,
상기 광편광 장치는,
와이어 그리드, 상기 와이어 그리드의 적어도 하나의 와이어는 일련의 금속-절연체-금속 와이어 구조물; 및
상기 와이어 그리드 상에 형성된 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 방향은 각각 수직 방향, 수평 방향, 대각 방향, 및 비대각방향을 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 입사광의 소정 범위의 파장을 통과하는 스펙트럼 필터를 더 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 촬상 장치용 편광 장치에 있어서,
입사광을 소정의 선형 방향으로 편광하는 광편광 장치를 포함하며,
상기 광편광 장치는,
와이어 그리드;
상기 와이어 그리드의 적어도 하나의 와이어는 금속-절연체-금속 와이어 구조물를 포함하며; 및
상기 와이어 그리드 상에 형성된 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하며,
상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 소정의 위상 변화량만큼 입사광의 위상을 변경하며,
상기 위상-변조 나노 구조물의 어레이는 고유전 지수 나노 구조물의 어레이를 포함하며,
상기 위상-변조 나노 구조물의 소정의 위상 변화량은 상기 위상-변조 나노 구조물의 제1 폭 및 제 2 폭에 기반하며,
상기 제 1 폭은 상기 제 2 폭에 수직인 촬상 장치용 편광 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 편광 장치는,
입사광을 제 1 방향으로 편광하는 제 1 편광 장치;
입사광을 제 2 방향으로 편광하는 제 2 편광 장치;
상기 제 1 및 제 2 방향은 서로 직교하며;
입사광을 제 3 방향으로 편광하는 제 3 편광 장치; 및
입사광을 제 4 방향으로 편광하는 제 4 편광 장치를 포함하며,
상기 제 3 및 제 4 방향은 서로 직교하고 상기 제 1 및 제 2 방향으로부터 45도 회전하며;
상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 편광 장치 각각은,
입사광을 편광 장치가 입사광을 편광하는 방향으로 편광하는 광편광 장치를 포함하며,
상기 광편광 장치는,
와이어 그리드;
상기 와이어 그리드의 적어도 하나의 와이어는 일련의 금속-절연체-금속 와이어 구조물; 및
상기 와이어 그리드 상에 형성된 위상-변조 나노 구조물의 어레이를 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 방향은 각각 수직 방향, 수평 방향, 대각 방향, 및 비대각방향을 포함하는 촬상 장치용 편광 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 입사광의 소정 범위의 파장을 통과하는 스펙트럼 필터를 더 포함하는 촬상 장치용 편광 장치.
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