TWI451565B - 二維固態影像捕捉裝置及其偏振光資料處理方法 - Google Patents

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Description

二維固態影像捕捉裝置及其偏振光資料處理方法
本發明係關於一種二維固態影像捕捉裝置及其一偏振光資料處理方法。
藉由使用光電轉換元件(包括二維固態影像捕捉元件)通過對物件之攝影來獲得影像之二維固態影像捕捉裝置被越來越多地使用。實例包括一數位照相機、一攝影機及一攝錄像機(其係一攝影單元(例如一攝影機)與一記錄單元之一整合，且其係一相機與記錄器之一縮寫詞)。CCD(電荷耦合裝置)影像捕捉元件及CMOS(互補金屬氧化物半導體)影像捕捉元件(其係當今主要使用之固態影像捕捉元件)在自一可見光波長至一近紅外光波長之一廣泛範圍中具有敏感性且可呈現生動色彩影像。然而，光電轉換元件對偏振不具有固有敏感性。亦即，當前可用之二維固態影像捕捉裝置之現狀在於光所提供之偏振資訊未被利用且被消除。
雖然陽光不偏振，但由於陽光之反射及頻散所造成之光含有相依於一反射表面之表面狀態之偏振分量。舉例而言，白天、雪景或類似時間期間之天空含有在一特定方向上偏振之大量偏振分量。另外，在跨越一「介面」進行攝影期間，例如在其中插入一櫥窗之玻璃或類似物之攝影期間或在水之表面、一湖之表面或類似物處進行攝影期間，偏振分量與非偏振分量之分離使得改良影像對比度成為可能且亦使得消除不需要之資訊成為可能。舉例而言，(例如)當期望使得一風景照中之一藍天看起來更深藍或期望消除一櫥窗中之反射分量時，可有利地使用一偏振元件。
一般而言，為使偏振分量與非偏振分量分離，在一透鏡之正面處提供一偏振(PL)濾光器且隨著通過旋轉該偏振濾光器加強或削弱偏振分量來執行攝影。然而在使用性方面，此一方案具有一些問題，例如如下問題。
[1]該偏振濾光器可僅同時在一個方向上獲得偏振分量。
[2]藉助整個螢幕可僅獲得一種類型(一個方向)之偏振資訊。
[3]偏振分量之加強及削弱通常須通過旋轉該偏振濾光器來調節。
用於上文所闡述之二維固態影像捕捉裝置中之固態影像捕捉元件像素之數目通常超過1000萬。由於提高及改良半導體製造過程之基於微影之一微型製作技術，一亞100奈米級已變得可行。基於此一技術背景，除一般攝影能力之外能夠同時獲得偏振資訊之一固態影像捕捉元件之開發及研究亦在進行中。
舉例而言，日本未經審查之專利申請公開案第2007-086720號揭示一種裝置，其同時獲得四個方向上之偏振方向及關於偏振分量之強度(該等強度在下文可稱作「偏振分量強度」)以藉此獲得一偏振方向及一偏振分量強度。日本未經審查之專利申請公開案(PCT申請案之轉譯)第2007-501391號揭示一種方法及一種光學元件，其在一線柵(一導體柵格)中造成表面電漿偏振子。
線柵偏振部件已用於具有比可見光波長更長之波長之一電磁波(例如，主要是微波、毫米波及次毫米波)帶中且長期以來一直可用作用於分離頻率且獲得偏振分量之元件。為藉由使用線柵偏振部件來執行偏振分量分離，通常必需提供具有與電磁波之波長大致相同或比其小之一間隔(間距)之一線柵。因此，一直難以實現適合用於具有400至700 nm之波長之一可見光波長帶中之偏振部件，直到近幾年。然而，隨著半導體製造過程之提高及改良，甚至在一可見光波長帶中已達到充分可實踐位準之偏振部件當前係可用的。期待將來應用此等線柵(導體柵格)偏振部件。
日本未經審查之專利申請公開案第2007-086720號中所揭示之技術主要目標是將一多層膜(光子晶體)用作一偏振部件以獲得一偏振方向及一偏振分量強度，在該多層膜中具有不同折射率之兩種類型之光學部件堆疊於一入射光傳播方向上。該多層膜具有一基本結構，該基本結構具有對應於四分之一入射波長之一光學膜厚度。亦即，該多層膜之一個週期對應於一二分之一波長之光學膜厚度。此等週期性結構經堆疊以具有約10層以實現一偏振光偵測功能，該偏振部件之厚度變成至少數微米。隨著該偏振元件之厚度增加，斜入射光誘發的與相鄰像素之色彩混合及由於在一介質中傳播之光之削弱/漫射所造成之一敏感性下降變得更成問題。日本未經審查之專利申請公開案第2007-086720號提出將一線柵(一導體柵格)用作偏振部件，但不包括對該線柵之材料、線寬、配置位置等等之具體說明。因此，該技術缺乏可行性。另一方面，日本未經審查之專利申請公開案(PCT申請案之轉譯)第2007-501391號將一線柵(一導體柵格)用作一近場光偵測感測器之一光學元件，但目標不是獲得偏振資訊且亦未闡釋用於安置三種或更多種類型之用於獲得偏振資訊之偏振元件之一方法及用於抽取該偏振資訊之一演算法。
在日本未經審查之專利申請公開案第2007-086720號中所揭示之裝置中，一個像素區域由四個次像素區構成，每一次像素區具有一線柵偏振部件。來自提供於每一次像素區中之偏振部件之光由一光電轉換元件偵測。此配置具有一些問題。舉例而言，相比於其中不提供任何偏振部件之一情形，包括於每一次像素區中之該光電轉換元件所接收之光之量及強度下降(亦即，敏感性下降)。此外，次像素區彼此之間下降率不同。另外，對每一次像素區中之光電轉換元件所接收之光之量及強度之計算處理變得複雜。在上文所闡述之公開案中所揭示之裝置中，未對線柵偏振部件與用於控制光電轉換元件之一操作之一佈線層之間的位置關係、該線柵偏振部件與用於控制(限制)光在該光電轉換元件上之入射之一遮光層之間的位置關係及該線柵偏振部件與一色彩過濾器之間的位置關係給出任何說明。
因此，期望提供一種二維固態影像捕捉裝置，其具有該線柵偏振部件與用於控制該光電轉換元件之操作之該佈線層之間的一最佳化位置關係，該偏振部件與用於控制(限制)光在該光電轉換元件上之入射之該遮光層之間的一最佳化位置關係及該偏振部件與該色彩過濾器之間的一最佳化位置關係。亦期望提供一種具有藉助其不可能產生一敏感性下降之一組態及一結構之二維固態影像捕捉裝置。進一步期望提供一種應用於一二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法，該二維固態影像捕捉裝置具有藉助其不可能產生一敏感性下降且不複雜化對光電轉換元件所接收之光之量及強度之計算處理之一組態及一結構。
一種根據本發明之第一模式至第四模式之二維固態影像捕捉裝置包括：配置成一二維矩陣之像素區域，每一像素區域由多個次像素區構成，每一次像素區具有一光電轉換元件。該偏振部件具有條形導電遮光材料層及提供於該等條形導電遮光材料層之間的裂縫區域，以透射在垂直於該等條形導電遮光材料層延伸之一方向之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在平行於該等條形導電遮光材料層延伸之方向之一方向上具有一偏振分量之光之透射。
在根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置中，一偏振部件安置於構成每一像素區域之次像素區中之至少一者之一光入射側處，每一次像素區進一步具有用於控制光電轉換元件之一操作之一佈線層，且該偏振部件及該佈線層由相同材料製成且安置於相同虛擬平面上。
在根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置中，一偏振部件安置於構成每一像素區域之次像素區中之至少一者之一光入射側處，每一次像素區進一步具有用於控制(限制)光在該光電轉換元件上之入射之一遮光層，且該偏振部件與該遮光層安置於相同虛擬平面上。
在根據本發明之第三模式之二維固態影像捕捉裝置中，一偏振部件安置於構成每一像素區域之次像素區中之一者之一光入射側處，一色彩過濾器安置於一剩餘次像素區之一光入射側處，且該色彩過濾器與該偏振部件安置於相同虛擬平面上。
在根據本發明之第四模式之二維固態影像捕捉裝置中，一偏振部件安置於構成每一像素區域之次像素區中之一者之一光入射側處，且一像素區域群組由Q0 個像素區域(其中Q0 3)構成且滿足
θq =θ1 +(180/Q)×(q-1)(度)，
其中Q指示一正整數(其中3QQ0 )，θ1 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中q=1)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，且θq 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中2qQ)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，該第q個像素區域係選自Q-1個像素區域，該Q-1個像素區域係選自除該第一像素區域之外的像素區域。
用於根據本發明之一第一或第二模式之一二維固態影像捕捉裝置之一偏振光資料處理方法，其包括係關於包括配置成一二維矩陣之像素區域之一二維固態影像捕捉裝置，每一像素區域由多個次像素區構成，每一次像素區具有一光電轉換元件。一偏振部件安置於構成每一像素區域之次像素區中之一者之一光入射側處。該偏振部件具有條形導電遮光材料層及提供於該等條形導電遮光材料層之間的裂縫區域以透射在與該等條形導電遮光材料層延伸之一方向垂直之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在與該等條形導電遮光材料層延伸之方向平行之一方向上具有一偏振分量之光之透射。一像素區域群組由Q0 個像素區域(其中Q0 3)構成且滿足
θq =θ1 +(180/Q)×(q-1)(度)，
其中Q指示一正整數(其中3QQ0 )，θ1 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中q=1)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，且θq 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中2qQ)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，該第q個像素區域係選自Q-1個像素區域，該Q-1個像素區域係選自除該第一像素區域之外的像素區域。
用於根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法包括以下步驟：將在其上獲得入射於像素區域上之光之一最大偏振強度IPL-max 之一偏振方向θPL-max 確定為在其處獲得基於一光強度Iq 獲得之一正弦函數中之一最大值之一角度θmax ，其中光強度Iq 表示入射於具有偏振部件且包括於第q個像素區域(其中q=1,2,...,Q)中之次像素區上之光之一光強度；且將該正弦函數中之該所確定最大值及一最小值用作入射於該像素區域上之光之最大偏振強度IPL-max 及一最小偏振強度IPL-min 。
用於根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法包括以下步驟：將入射於具有偏振部件且包括於第q個像素區域(其中q=1,2,...,Q)中之次像素區上之光之一光強度Iq 之一最大值Imax 用作入射於像素區域上之光之一最大偏振強度IPL-max ；將在其處獲得最大值Imax 之像素區域之一角度θq 用作在其上獲得入射於該像素區域上之光之最大偏振強度IPL-max 之一偏振方向θPL-max ；及將光強度Iq 之一最小值Imin 用作入射於該像素區域上之光之一最小偏振強度IPL-min 。
在根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置中，偏振部件與用於控制光電轉換元件之操作之佈線部件由相同材料製成且安置於相同虛擬平面上。因此，該佈線層與該偏振部件可在相同過程中同時形成。亦即，該線柵偏振部件與該佈線層之間的位置關係在製造過程中最佳化，因此使得提供該偏振部件而不增加製造過程數目成為可能且使得降低二維固態影像捕捉裝置之製造成本成為可能。在根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置中，該偏振部件與用於控制(限制)光在該光電轉換元件上之入射之遮光層安置於相同虛擬平面上。因此，該遮光層與該偏振部件可在相同過程中同時形成。亦即，該線柵偏振部件與該遮光層之間的位置關係在製造過程中最佳化，因此使得降低該二維固態影像捕捉裝置之製造成本成為可能。因此，可使用一一般半導體裝置製造過程來製造根據本發明之第一模式或第二模式之二維固態影像捕捉裝置。此外，因為沒有必要添加用於該偏振部件之另一層，因此可達成二維固態影像捕捉裝置之一較低輪廓結構。提供該偏振部件亦不涉及二維固態影像捕捉裝置之厚度之一增加。另外，在本發明之第三模式之二維固態影像捕捉裝置中，色彩過濾器與偏振部件安置於相同虛擬平面上。因此，具有偏振部件之次像素區之高度與具有色彩過濾器之另一次像素區之高度不可能彼此不同。因為本發明之第一模式至第三模式中之每一者之二維固態影像捕捉裝置中的偏振部件的厚度可減小至約0.1 μm一樣小，因此可以更可實現之方式達成二維固態影像捕捉裝置之一較低輪廓結構。
該偏振部件僅在一特定方向上透射偏振分量且反射並吸收其他偏振分量。因此，具有該偏振部件之次像素區具有一問題，其在於與不具有偏振部件之次像素區相比敏感性下降。在根據本發明之第四模式之二維固態影像捕捉裝置及根據本發明之第一模式或第二模式之偏振光資料處理方法中之二維固態影像捕捉裝置中，該偏振部件安置於構成每一像素區域之多個(M0 )次像素區中之一者之光入射側處且Q個偏振部件(其中QQ0 )安置於由Q個像素區域(其中Q0 3)構成之像素區域群組中。亦即，僅Q個偏振部件安置於構成一個像素區域群組之總共Q0 ×M0 個次像素區中。因此，由於該等偏振部件在整個像素區域中之該配置，可最小化一敏感性降低。藉由執行像素區域間計算處理來確定每一像素區域之位置處之偏振方向及偏振分量之強度(偏振分量強度)使得在稍微折衷空間解析度之情形下獲得偏振資訊成為可能，同時最小化敏感性之一降低。因為僅Q個偏振部件安置於構成一個像素區域群組之總共Q0 ×M0 個次像素區中，因此對光電轉換元件所接收之光之量及強度之計算處理不會變得複雜。
其中一個偏振濾光器安置於一透鏡之整個表面之上之一系統已主要用作一偏振濾光器。因此，針對一單個影像可僅獲得一個方向上之偏振分量，且因此通常須旋轉偏振濾光器以獲得多個影像以獲得偏振分量強度及偏振方向之資訊。亦即，實際上即時獲得偏振分量強度、偏振方向等等之資訊極困難。而且，在本發明之二維固態影像捕捉裝置中，具有不同方位角之偏振部件安置於該等像素區域中。因此，可自一單個影像獲得偏振方向及偏振分量強度之資訊且亦可自一單個影像中之各個區域及部分個別地獲得偏振方向及偏振分量強度之資訊。
下文將參照隨附圖式結合實施例闡述本發明。然而，本發明並不限於該等實施例且該等實施例中之各種數值及材料係說明性。以以下次序給出下文之一說明。
1.　根據本發明之第一模式至第四模式之二維固態影像捕捉裝置，用於根據本發明之第一模式及第二模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法及總技術，
2.　第一實施例(根據本發明之第一模式及第四模式之二維固態影像捕捉裝置及用於根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法)，
3.　第二實施例(用於根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法)，
4.　第三實施例(根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置)，及
5.　第四實施例(根據本發明之第三模式之二維固態影像捕捉裝置等)。
[根據本發明之第一模式至第四模式之二維固態影像捕捉裝置，用於根據本發明之第一模式及第二模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法及總技術]
在根據本發明之第一模式至第四模式之一二維固態影像捕捉裝置及根據本發明之第一模式及第二模式之一偏振光資料處理方法中之一二維固態影像捕捉裝置中，多個像素區域通常在一X方向及一Y方向上配置成一二維矩陣。
在根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置中，每一次像素區可具有用於控制一光電轉換元件之一操作之至少一個佈線層，且一偏振部件與該佈線層可由相同材料製成且可安置於相同虛擬平面上。在此一情形下，較佳的係使用具有一導體柵格結構之一色彩過濾器。
在根據本發明之第四模式之二維固態影像捕捉裝置及用於根據本發明之第一模式及第二模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法中，Q可為4但不限於此。在此情形下，對於Q=4，遵循：θ2 =θ1 +45(度)，θ3 =θ1 +90(度)，且θ4 =θ1 +135(度)。對於Q=3，遵循：θ2 =θ1 +60(度)且θ3 =θ1 +120(度)。對於Q=6，遵循：θ2 =θ1 +30(度)，θ3 =θ1 +60(度)，θ4 =θ1 +90(度)，θ5 =θ1 +120(度)，且θ6 =θ1 +150(度)。對於Q0 =4之一組態，舉例而言，每一像素區域群組可由四(2×2)個像素區域構成；對於Q0 =6之一組態，每一像素區域群組可由六(2×3)個像素區域構成；且對於Q0 =9之一組態，每一像素區域群組可由九(3×3)個像素區域構成。
根據本發明之第四模式之包括上文所闡述之較佳組態之二維固態影像捕捉裝置或根據本發明之第一模式及第二模式之偏振光資料處理方法中之二維固態影像捕捉裝置亦可與根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置組合。亦即，次像素區亦可呈如下之一形式：其中每一次像素區具有用於控制光電轉換元件之操作之至少一個佈線層且偏振部件與該佈線層由相同材料製成且安置於相同虛擬平面上。另一選擇為，根據本發明之第四模式之包括上文所闡述之較佳組態之二維固態影像捕捉裝置或根據本發明之第一模式及第二模式之偏振光資料處理方法中之二維固態影像捕捉裝置可與根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置組合。亦即，次像素區亦可呈如下之一形式：其中每一次像素區具有用於控制(限制)光在光電轉換元件上之入射之一遮光層且該偏振部件與該遮光層安置於相同虛擬平面上。另一選擇為，根據本發明之第四模式之包括上文所闡述之較佳組態之二維固態影像捕捉裝置或根據本發明之第一模式及第二模式之偏振光資料處理方法中之二維固態影像捕捉裝置可與根據本發明之第三模式之二維固態影像捕捉裝置組合。亦即，次像素區亦可呈如下之一形式：其中一色彩過濾器安置於不具有偏振部件之次像素區之光入射側處且色彩過濾器與該偏振部件安置於相同虛擬平面上。
在用於根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法中，二維固態影像捕捉裝置可呈如下之一形式：其中基於光強度IPL-max 及/或光強度IPL-min 來校正入射於構成每一像素區域之次像素區中不具有偏振部件之次像素區上之光之偏振分量之方向及強度(該強度可稱作一「偏振分量強度」)。在此情形下，基於自具有偏振部件且位於不具有偏振部件之次像素區附近之次像素區導出之光強度IPL-max 及/或光強度IPL-min 來校正入射於構成每一像素區域之次像素區中不具有偏振部件之次像素區上之光之偏振分量之方向及強度(偏振分量強度)。另一選擇為，在用於根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法中，該二維固態影像捕捉裝置可呈如下之一形式：其中基於入射於不具有偏振部件且具有與具有偏振部件之次像素區相同之偵測波長帶之相鄰次像素區上之光之光強度來校正入射於具有偏振部件之次像素區上之光之光強度Iq ，該次像素區包括於第q像素區域中(其中q=1,2,...,Q)。
在根據本發明之第一模式至第四模式之包括上文所闡述之較佳形式及組態之二維固態影像捕捉裝置及根據本發明之第一模式及第二模式之偏振光資料處理方法中之二維固態影像捕捉裝置(在下文中，此等裝置可共同稱作「本發明之一二維固態影像捕捉裝置」)中，一個次像素區具有一個光電轉換元件，該光電轉換元件可實施為(例如)一CCD、CMOS或CMD(電荷調變裝置)信號放大影像感測器。
本發明之二維固態影像捕捉裝置中之偏振部件(偏振元件)具有條形導電遮光材料層及提供於該等導電遮光材料層之間的裂縫區域。用於該等導電遮光材料層之材料可係具有一複折射率之一導電材料，該複折射率在該光電轉換元件對其敏感之波長範圍中為低。該材料之實例包括鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鎢(W)及含有此金屬之一合金。另一選擇為，可藉由將線元件(例如碳奈米管)配置成一柵格來提供或可藉由將金、銀、CdSe(硒化鎘)或類似物之奈米粒子配置或壓印成一柵格來提供該等條形導電遮光材料層。該等條形導電遮光材料層之形成間距P0 係(例如)入射光之波長之二分之一或十二分之一。裂縫區域之寬度WS (亦即，在垂直於導電遮光材料層延伸之一方向之一方向上之一尺寸)及條形導電遮光材料層之寬度WC 滿足關係(例如)0.5WC WS 5WC 。期望WS 大於或等於5×10-8 m。用於製作偏振部件之一方法之實例包括用於沈積導電遮光材料層之一技術、一微影技術與使用一蝕刻技術之一導電遮光材料層圖案化技術(例如，一物理蝕刻技術或一各向異性蝕刻技術或使用四氟化碳氣體、六氟化硫氣體、三氟甲烷、二氟化氙或類似物)之一組合、一微影技術與用於藉由使用一蝕刻技術形成一基底之突出/凹陷部分且用於在該基底之突出部分之頂表面處沈積導電遮光材料層之一技術之一組合及所謂的「剝離技術」。用於沈積導電遮光材料層之方法之實例不僅包括物理氣相沈積(PVD)(例如真空沈積及濺鍍)而且包括化學氣相沈積(CVD)、電鍍、有機金屬化學氣相沈積(MOCVD)及分子束磊晶(MBE)。微影技術之實例包括一電子束微影技術、X-射線微影及一光微影技術(亦即，將一高壓汞氣燈之一g-射線或i-射線、氟化氪(KrF)準分子雷射器、氟化氬(ArF)準分子雷射器或類似物用作一光源之一微影技術)。另一選擇為，可藉由一奈米壓印方法或使用一超短持續時間脈衝雷射器(例如一飛秒雷射器)之一微型製作技術形成該等條形導電遮光材料層。每一裂縫區域在平面圖中可具有一細長矩形形狀，但並不限於此。舉例而言，每一裂縫區域可具有一組矩形開口。然而在此情形下，每一矩形之縱軸(亦即，條形導體遮光材料層延伸之一方向)之尺寸通常須明顯大於具有λ0 之一波長且入射於裂縫區域上之光之有效波長(λ0 /n0 ，其中n0 指代含於該裂縫區域中之一介質之折射率)。較佳地，用(例如)一入射光透射介質(電介質材料)(例如氧化矽膜或氮化矽膜)填充該裂縫區域。然而，該介質並不限於此實例，且可用空氣或不導電流體填充該裂縫區域。當藉助實例方式考量可見光波長時，紅色、綠色及藍色之波長λR 、λG 及λB 分別在大約600至800 nm、500至600 nm及380至500 nm之範圍中。因此，當假定該介質之折射率係1.5時該介質中之波長λ'R 、λ'G 及λ'B 分別在400至530 nm、330至400 nm及250至330 nm之範圍中，且期望該等條形導電遮光材料層之形成間距P0 係波長λ'R 、λ'G 及λ'B 之二分之一或更小。亦較佳地，該等導電遮光材料層之厚度係1 μm或更小少。因為若該等導電遮光材料層之厚度太小則不能遮蔽入射光，因此其厚度之下限較佳設定得足夠大以充分遮蔽入射光。
在根據本發明之第一模式及第二模式之二維固態影像捕捉裝置中，一偏振部件安置於構成每一像素區域之多個(M0 )次像素區中之至少一者之光入射側處。更具體而言，當其中安置有偏振部件之次像素區之數目由m0 指示時，m0 之值較佳為1。然而m0 之值並不限於1，且可係2或更大或可係M0 或更小。
在根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置及根據本發明之第四模式之二維固態影像捕捉裝置之較佳形式中，偏振部件與佈線層係由相同材料製成。該材料之具體實例包括鋁(Al)及銅(Cu)。該偏振部件與該佈線層兩者安置於其上之「虛擬平面」係指含有可在製造期間產生之凸塊及凹部之一虛擬平面。
在根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置及根據本發明之第四模式之二維固態影像捕捉裝置之較佳形式中，提供遮光層。用於遮光層之材料之具體實例包括鋁(Al)、銅(Cu)及鎢(W)。有效反射並吸收入射光且具有一充分遮光特性之任一部件可用作該遮光部件。該遮光層與該偏振部件亦可由相同材料製成。該偏振部件與該遮光層兩者安置於其上之「虛擬平面」係指含有可在製造期間產生之凸塊及凹部之一虛擬平面。
在根據本發明之第三模式之二維固態影像捕捉裝置及本發明之第四模式之較佳形式之二維固態影像捕捉裝置中，安置一色彩過濾器。該色彩過濾器可係透射特定波長(例如紅色、綠色、藍色、藍綠色、絳紅色及黃色之彼等波長)之一色彩過濾器。該色彩過濾器可不僅由使用一顏料、著色劑或類似物之一有機化合物之基於有機材料之一色彩過濾器而且由一光子晶體、一導體柵(具有其中在一導體薄膜中提供一柵格孔結構之一導體柵格結構之一色彩過濾器[例如，參考日本未經審查之專利申請公開案第2008-177191號])或由無機材料(例如非晶矽)製成之一薄膜構成。該色彩過濾器與該偏振部件兩者安置於其上之「虛擬平面」係指含有可在製造期間產生之凸塊及凹部之一虛擬平面。
本發明之二維固態影像捕捉裝置係一單CCD型裝置。色彩過濾器配置之實例包括一拜耳配置、一行間配置、一G-條RB-方格配置、一G-條與RB-完全方格配置、一方格互補色彩配置、一條配置、一斜條配置、一基色色差配置、一場色差序列配置、一訊框色差序列配置、一MOS配置、一經修改MOS配置、一訊框交錯配置及一場交錯配置。舉例而言，在拜耳配置之情形下，該配置可係如此以使得紅色、綠色及藍色色彩過濾器安置於2×2個次像素區中之對應三個次像素區中且偏振部件而非一色彩過濾器安置於其中通常應安置一綠色色彩過濾器之剩餘一個次像素區中。在拜耳配置之情形下，另一選擇為，該配置可係如此以使得紅色、綠色及藍色色彩過濾器安置於2×2個次像素區中之對應三個次像素區中且一綠色色彩過濾器與該偏振部件安置於剩餘一個次像素區中。當不意欲進行色彩分離或光譜分光時或當一光電轉換元件固有地對一特定波長敏感時，可消除過濾器。對於其中未安置色彩過濾器之次像素區，替代色彩過濾器，可提供一透明樹脂層以確保與其中安置有色彩過濾器之次像素區齊平。
在用於根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法中，將入射於像素區域上之光之最大偏振強度(偏振分量強度之最大值)IPL-max 之偏振方向θPL-max 確定為在其處獲得基於光強度Iq 獲得之一正弦函數中之最大值之一角度θmax 。可基於(例如)一傅立葉分析方法或一最小二乘方方法確定此情形下之正弦函數。該正弦函數與一餘弦函數彼此等效。
根據本發明之第一模式之二維固態影像捕捉裝置可實施為一正面照射二維固態影像捕捉裝置。根據本發明之第二模式至第四模式之二維固態影像捕捉裝置及以根據本發明之第一模式及第二模式之偏振光資料處理方法中之二維固態影像捕捉裝置可實施為正面照射二維固態影像捕捉裝置或背面照射二維固態影像捕捉裝置。此等二維固態影像捕捉裝置可應用於(例如)數位照相機、攝影機及攝錄影機。
一般而言，線柵(導體柵格)偏振部件具有由導電材料製成之一個一維或二維柵格結構。如在圖13中之一概念性圖表中顯示，當線柵之形成間距P0 明顯小於入射電磁波之波長時，在平行於該線柵延伸之一方向之一平面中振盪之電磁波選擇性地被該線柵反射或吸收。因此，雖然到達偏振部件之電磁波含有垂直偏振之分量及水平偏振之分量，但已穿過該線柵之電磁波具有其中垂直偏振之分量佔優勢之線性偏振光。在一可見光波長帶之情形下，當該線柵之形成間距P0 大致相同於或小於入射於該線柵上之電磁波之波長時，沿平行於該線柵延伸方向之平面偏振之偏振分量被該線柵之表面反射或吸收。另一方面，吾人認為，當具有沿垂直於該線柵延伸方向之一平面偏振之偏振分量之電磁波入射於該線柵上時，已在該線柵之表面上傳播之一電場造成具有與欲自該線柵之背面再輻射之入射波長相同之波長之一電磁波。亦已提出一有趣現象：具有比線柵之形成間距P0 所確定之截止頻率更長之一波長之光在入射電磁波之波長及線柵週期結構滿足用於激發表面電漿偏振子之一頻散關係之一條件下透射(T. W. Ebbesen等人，自然，第391卷，第667頁，1998)。另外，在具有等效於一可見光波長之一週期性結構之偏振部件附近(亦即，在位於離線柵之一距離比離電磁波之波長之距離短之一區域中)，由於電磁波與含於線柵中之材料中之偏振電荷或電子之耦合產生表面電漿偏振子。因此，電場突然改變從而產出係非傳播光之近場光。雖然近場光僅具有可與電磁波相比之一範圍，但亦報告形成一極強電場之近場光之一數值模擬結果(L. Salomon等人，物理評論快報，第86卷，第6期，第1110頁，2001)。本發明之二維固態影像捕捉裝置中之偏振部件由此一線柵(導體柵格)偏振部件實施。
第一實施例
一第一實施例係關於根據本發明之一第一模式及一第四模式之一二維固態影像捕捉裝置且係關於用於根據本發明之該第一模式之二維固態影像捕捉裝置之一偏振光資料處理方法。圖1A及1B顯示該第一實施例中之二維固態影像捕捉裝置之部分示意性剖視圖，圖5至9示意性地顯示該第一實施例中之次像素區120之平面佈局圖，且圖4A及4B係一偏振部件130之部分平面圖。
在該第一實施例或下文所闡述之第二實施例至第四實施例中之每一者中之一二維固態影像捕捉裝置中，多個像素區域通常在一X方向及一Y方向上配置成一二維矩陣且每一像素區域由多個(M0 )次像素區120構成，其中在該實施例中M0 =4。每一次像素區120具有一光電轉換元件(一光接收元件)21。
偏振部件130具有多個條形導電遮光材料層31及提供於條形導電遮光材料層31之間的裂縫區域32，如圖4A及4B中所顯示。偏振部件130透射在垂直於條形導電遮光材料層31延伸之一方向之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在平行於條形導電遮光材料層31延伸之方向之一方向上具有一偏振分量之光之透射，如圖13中之一概念性視圖中所圖解說明。亦即，線柵偏振部件130對在垂直於條形導電遮光材料層31延伸之該方向之該方向上之偏振分量敏感且對在平行於條形導電遮光材料層31延伸之該方向之該方向上之偏振分量不具有敏感性。偏振部件130獲得垂直於條形導電遮光材料層31延伸之該方向之該方向上之偏振分量且消除平行於條形導電遮光材料層31延伸之該方向之該方向上之偏振分量。
現在，結合根據本發明之該第一模式之一二維固態影像捕捉裝置給出一說明。在該第一實施例中之二維固態影像捕捉裝置中，偏振部件130安置於構成每一像素區域之次像素區120中之至少一者(在該實施例中係一個次像素區120，因為m0 =1)之光入射側處。另外，每一次像素區120具有用於控制光電轉換元件21之一操作之至少一個佈線層25。偏振部件130與佈線層25由相同材料製成且安置於相同虛擬平面上。
現在結合根據本發明之第四模式之一二維固態影像捕捉裝置或以根據本發明之第一模式之偏振資料處理方法之一二維固態影像捕捉裝置給出一說明。在該第一實施例中之該第一二維固態影像捕捉裝置中，偏振部件130安置於構成每一像素區域之次像素區120中之一者之一光入射側處。一像素區域群組由Q0 個像素區域(其中Q0 3，且在該實施例中Q0 =4)構成且滿足
θq =θ1 +(180/Q)×(q-1)(度)，
其中Q指示一正整數(其中3QQ0 且在本實施例中Q=1)，θ1 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中q=1)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，且θq 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中2qQ)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，該第q個像素區域係選自Q-1個像素區域，該Q-1個像素區域係選自除該第一像素區域之外的像素區域。更具體而言，給出以下：
θ2 =θ1 +45(度)，
θ3 =θ1 +90(度)，且
θ4 =θ1 +135(度)。
在該實施例中，光電轉換元件21實施為一電場放大影像感測器(例如，一CMOS影像感測器)。圖1A及1B中所顯示之二維固態影像捕捉裝置係正面照射二維固態影像捕捉裝置。偏振部件130及佈線層25含有鋁(Al)。在該第一實施例或下文所闡述之第二實施例至第四實施例中之每一者中之二維固態影像捕捉裝置中，被光電轉換元件21偵測(接收)之電磁波係可見光。若適當，每一次像素區120具有一色彩過濾器22。在圖1A及1B中所顯示之正面照射二維固態影像捕捉裝置中，被一聚光元件26聚焦之光穿過色彩過濾器22、一平滑層24、偏振部件130及一遮光層23之一開口區域導引至光電轉換元件21。平滑層24由透明材料(例如二氧化矽(SiO2 )或(氮化矽)SiN)製成，且遮光層23由銅(Cu)或鋁(Al)製成。該光被以光電方式轉換成電荷，該電荷被儲存且然後作為一電信號被讀出。一基板11可係一矽基板。光電轉換元件21提供於基板11中。聚光元件26不僅可由一晶片上微凸透鏡實施而且可由具有一週期性結構之一次波長透鏡(SWLL)實施，該週期性結構具有小於入射於光電轉換元件21上之電磁波(例如，可見光)之波長之一物理標度。在圖5中所顯示之實例中，具有偏振部件130之次像素區不具有色彩過濾器。
在偏振部件130中，條形導電遮光材料層31之形成間距P0 、裂縫區域32之寬度WS 、條形導電遮光材料層31之寬度WC 及條形導電遮光材料層31之厚度t0 可經設定以使得PS =100 nm、WS =50 nm、WC =50 nm且t0 =50 nm，但並不限於此。每一裂縫區域32在平面圖中可具有一細長矩形形狀，如圖4A中所顯示，或可具有一組矩形開口，如圖4B中所顯示。然而在後者情形中，每一矩形之縱軸之尺寸有必要明顯大於穿過裂縫區域32之光之有效波長(λ0 /n0 )。用與含於平滑層24中之材料相同之材料填充裂縫區域32。
下文所闡述之圖5至9及圖10至12顯示次像素區120之平面佈局圖。在圖5至12中，由R指代之區表示具有紅色色彩過濾器之次像素區(亦即，紅色顯示器次像素區R)，由G指代之區表示具有綠色色彩過濾器之次像素區(亦即，綠色顯示器次像素區G)、由B指代之區表示具有藍色色彩過濾器之次像素區(亦即，藍色顯示器次像素區B)，且由W指代之區表示不具有色彩過濾器之次像素區(亦即，白色顯示器次像素區W)。在第一實施例至第四實施例中，紅色顯示器次像素區R、綠色顯示器次像素區G及藍色顯示器次像素區B不具有偏振部件130。水平線畫出之陰影表示之每一白色顯示器次像素區W包括於一第一(q=1)像素區域中且具有偏振部件，45°斜線畫出之陰影表示之每一白色顯示器次像素區W包括於一第二(q=2)像素區域中且具有偏振部件，垂直線畫出之陰影表示之每一白色顯示器次像素區W包括於一第三(q=3)像素區域中且具有偏振部件，且135°斜線畫出之陰影表示之每一白色顯示器次像素區W包括於一第四(q=4)像素區域中且具有偏振部件。由點線環繞之每一區域表示一像素區域且由一短劃虛線環繞之一區域表示一像素區域群組。所圖解說明之色彩過濾器配置基本上係一拜耳配置。然而，紅色、綠色及藍色色彩過濾器安置於2×2個次像素區中之對應三個次像素區中，剩餘一個次像素區中未安置色彩過濾器，且偏振部件130安置於該剩餘一個次像素區中。
偏振資訊用於(例如)其中(例如)消除反射光之一特殊攝影模式中。一般而言，與用於典型影像捕捉相同之一空間解析度在諸多情形下不必要。另外，具有偏振部件130之次像素區120具有其中消除某些光且因此具有低於其他次像素區之敏感性之一敏感性之一結構。如圖5中所顯示偏振部件130以一特定週期之配置使得增加不具有偏振區域之次像素區之比率成為可能且亦使得最小化二維固態影像捕捉裝置之總敏感性之一下降成為可能。雖然在圖5中具有偏振部件130之次像素區120配置成其中一個次像素區在X及Y方向上插入於其之間，但其可配置成兩個或三個次像素區插入於其之間。具有偏振部件130之次像素區120亦可配置成一犬牙格圖案。
在用於二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法中，Iq 指代入射於具有偏振部件且包括於第q個像素區域(其中q=1,2,...,Q)中之次像素區上之光之一光強度。將在其上獲得入射於該像素區域上之光之一最大偏振強度(亦即，偏振分量強度之一最大值)IPL-max 之一偏振方向θPL-max 確定為在其處獲得基於光強度Iq 獲得之一正弦函數中之一最大值之一角度θmax ，且將該正弦函數中之所確定最大值及一最小值用作入射於該像素區域上之光之最大偏振強度IPL-max 及最小偏振強度(偏振分量強度之最小值)IPL-min 。
具體而言，一個像素區域群組由四個(Q0 =4)像素區域構成，每一像素區域具有一個具有偏振部件130之次像素區120。因此，在該像素區域群組中，可獲得四個入射光強度Iq (q=1,2,3,4)。
因為電磁波係振盪波，在時間t及垂直於電磁波沿其行進之一Z軸之一X-Y平面中之位置z處之電場εx 及εy 可由如下公式給出：
εx =EX ‧exp[i(k‧z-ω‧t+δ1 )]
εy =EY ‧exp[i(k‧z-ω‧t+δ2 )]
其中EX 指代X方向上之分量之一幅值，EY 指代Y方向上之分量之一幅值，k指代一相位常數且係2π/λ，ω表示電磁波之一角頻率，δ1 指代X方向上之分量之一初始相位，且δ2 指代Y方向上之分量之一初始相位。
所偵測之電磁波係可由彼等正弦函數表達之振盪波之一組合。因此，當一特定線性偏振分量、圓形偏振分量或橢圓形偏振分量顯著時，在該第一實施例中之二維固態影像捕捉裝置中使用偏振部件130所觀察之電磁波之強度可由其中一個週期對應於360°之一方位角之一正弦函數表達。另一方面，當電磁波之偏振分量完全隨機時，不發生特定偏振且因此電磁波強度變得獨立於偏振部件之方向。
亦即，如上文所闡述，自具有偏振部件之次像素區120獲得之光強度Iq 由一正弦函數表達且當獲得該正弦函數中之最大值時之一角θmax 可用作在其上獲得最大偏振強度(偏振分量強度之最大值)IPL-max 之偏振方向θPL-max 。另外，該正弦函數中之所確定最大值及最小值可分別用作入射於像素區域上之光之最大偏振強度IPL-max 及最小偏振強度(偏振分量強度之最小值)IPL-min 。偏振分量強度IPL 可由如下公式表達：
IPL =(IPL-max -IPL-min )/(IPL-max +IPL-min )。
如圖5中所顯示，一個紅色顯示器次像素區R由八個次像素區環繞，亦即，自12點鐘順時針為一綠色顯示器次像素區G、一藍色顯示器次像素區B、一白色顯示器次像素區W、一藍色顯示器次像素區B、一綠色顯示器次像素區G、一藍色顯示器次像素區B、一白色顯示器次像素區W及一藍色顯示器次像素區B。一個綠色顯示器次像素區G由八個次像素區環繞，亦即自12點鐘順時針為一紅色顯示器次像素區R、一白色顯示器次像素區W、一藍色顯示器次像素區B、一白色顯示器次像素區W、一紅色顯示器次像素區R、一白色顯示器次像素區W、一藍色顯示器次像素區B及一白色顯示器次像素區W。一個藍色顯示器次像素區B由一白色顯示器次像素區域W、一紅色顯示器次像素區R、一綠色顯示器次像素區G、一紅色顯示器次像素區R、一白色顯示器次像素區W、一紅色顯示器次像素區R、一綠色顯示器次像素區G及一紅色顯示器次像素區R環繞。一個白色顯示器次像素區W由一藍色顯示器次像素區B、一綠色顯示器次像素區G、一紅色顯示器次像素區R、一綠色顯示器次像素區G、一藍色顯示器次像素區B、一綠色顯示器次像素區G、一紅色顯示器次像素區R及一綠色顯示器次像素區G環繞。
在該第一實施例中之偏振光資料處理方法中，基於光強度IPL-max 及/或光強度IPL-min 來校正入射於構成每一像素區域之次像素區中不具有偏振部件之次像素區上之光之偏振分量之方向及強度。另外，基於自具有偏振部件且位於不具有偏振部件之次像素區附近之次像素區導出之光強度IPL-max 及/或光強度IPL-min 來校正入射於構成每一像素區域之次像素區中不具有偏振部件之次像素區上之光之偏振分量之方向及強度。
亦即，基於自位於綠色顯示器次像素區G附近之白色顯示器次像素區W導出之光強度IPL-max 及光強度IPL-min 校正入射於綠色顯示器次像素區G上之光之偏振分量之方向及強度。更具體而言，如在圖6中所顯示，綠色顯示器次像素區G之偏振資訊係自自四個相鄰白色顯示器次像素區W(亦即，位於綠色顯示器次像素區G之右上方、右下方、左下方及左上方之四個白色顯示器次像素區W)之偏振資訊確定之一偏振方向及一偏振分量強度獲得。在自四個白色顯示器次像素區W獲得之光強度Iq 之基礎上，可獲得綠色顯示器次像素區G之θPL-max 、IPL-max 、IPL-min 及IPL 。
類似地，基於自位於藍色顯示器次像素區B附近之白色顯示器次像素區W導出之光強度IPL-max 及光強度IPL-min 校正入射於藍色顯示器次像素區B上之光之偏振分量之方向及強度。更具體而言，如在圖7中所顯示，藍色顯示器次像素區B之偏振資訊係自自四個相鄰白色顯示器次像素區W(亦即，緊位於藍色顯示器次像素區B上方、緊位於其下方、位於其左下方及位於其左上方之四個白色顯示器次像素區W)之偏振資訊確定之一偏振方向及一偏振分量強度獲得。藍色顯示器次像素區B之偏振資訊可自自進一步包括位於藍色顯示器次像素區B之右下方及右上方之兩個相鄰白色顯示器次像素區W之總共六個相鄰白色顯示器次像素區W之偏振資訊確定之一偏振方向及一偏振分量強度獲得。在自四個(或六個)白色顯示器次像素區W獲得之光強度Iq 之基礎上，可獲得藍色顯示器次像素區B之θPL-max 、IPL-max 、IPL-min 及IPL 。
類似地，基於自位於紅色顯示器次像素區R附近之白色顯示器次像素區W導出之光強度IPL-max 及光強度IPL-min 校正入射於紅色顯示器次像素區R上之光之偏振分量之方向及強度。更具體而言，如在圖8中所顯示，紅色顯示器次像素區R之偏振資訊係自自四個相鄰白色顯示器次像素區W(亦即，位於紅色顯示器次像素區R之右上方、緊位於其右邊、緊位於其左邊及位於其左上方之四個白色顯示器次像素區W)之偏振資訊確定之一偏振方向及一偏振分量強度獲得。紅色顯示器次像素區R之偏振資訊可自自進一步包括位於紅色顯示器次像素區R之右下方及左下方之兩個相鄰白色顯示器次像素區W之總共六個相鄰白色顯示器次像素區W之偏振資訊確定之一偏振方向及一偏振分量強度獲得。在自四個(或六個)白色顯示器次像素區W獲得之光強度Iq 之基礎上，可獲得紅色顯示器次像素區R之θPL-max 、IPL-max 、IPL-min 及IPL 。
類似地，如圖9中所顯示，位於中心處之白色顯示器次像素區W之偏振資訊係自一偏振方向及一偏振光分量強度獲得，該偏振方向及該偏振光分量強度係自三個相鄰白色顯示器次像素區W(亦即，緊位於白色顯示器次像素區W上方、緊位於其左邊及位於其左上方之三個白色顯示器次像素區W)之偏振資訊及位於中心處之白色顯示器次像素區W之偏振資訊獲得。位於中心處之白色顯示器次像素區W之偏振資訊亦可自自進一步包括位於該白色顯示器次像素區W之右上方、緊位於其右邊、位於其右下方、緊位於其下方及位於其左下方之五個白色顯示器次像素區W之總共八個相鄰白色顯示器次像素區W之偏振資訊確定之一偏振方向及一偏振分量強度獲得。在自三個(或八個)白色顯示器次像素區W獲得之光強度Iq 之基礎上，可獲得位於中心處之白色顯示器次像素區W之θPL-max 、IPL-max 、IPL-min 及IPL 。圖9圖解說明位於僅兩個中心處之白色次像素區W之偏振資訊。
亦即，由於上文所闡述之過程，可獲得該等次像素區之偏振分量強度及偏振方向，且亦可獲得偏振光分量強度(IPL )之一二維圖、偏振光之方位角(θ)之一二維圖、最大偏振光強度(偏振分量強度之最大值)IPL-max 之一二維圖及最小偏振強度(偏振分量強度之最小值)IPL-min 之一二維圖。在此情形下，相對於不具有偏振部件130之次像素區，可認為0°至180°之一方位角上之所有偏振分量經整合以供偵測。因此，不具有偏振部件130之次像素區之亮度值(Itotal )可視為等於藉由將偏振分量之一平均強度(Iave )除以偏振部件130之一定向能力(η)而獲得之一值。在此情形下，滿足以下關係：
IPL-max =Iave ‧(1+IPL )
IPL-min =Iave ‧(1-IPL )。
因為偏振部件之定向能力(η)係獨立於偏振部件之方位角之一特性值，因此可認定Itotal 與Iave 之強度比變成一常數。當假定該比例常數為1時，將Itotal 乘以(1+IPL )及(1-IPL )使得在每一次像素區中再產出具有IPL-max 及IPL-min 之一影像成為可能。相對於具有偏振部件130之次像素區120，不涉及偏振資訊之一強度亦可通過周圍次像素區之強度之內插而導出。因此，可以相同方式獲得用於典型影像捕捉(亦即，用於不使用偏振資訊之攝影)之Itotal 之二維圖。
自周圍次像素區恢復位於中心處之次像素區之資訊之過程可由類似於用於色彩資訊去馬賽克之彼等方案及演算法之一方案及演算法實現。因此，可基於並非上文所闡述之演算法的一演算法去馬賽克且重構含有偏振資訊之一影像及一一般影像。每一次像素區與因此白色顯示器次像素區W之間的上文所闡述之位置關係係說明性且若適當可加以修改。另外，不具有偏振部件之次像素區之偏振資訊係自四個相鄰白色顯示器次像素區W之偏振資訊而確定，如上文所闡述，且該四個白色顯示器次像素區W之位置亦係說明性且因此若適當可加以修改。
替代圖5中所顯示之次像素區平面佈局，亦可採用如圖10中所顯示之一次像素區平面佈局中之一配置。圖10中之組態基本上具有一拜耳色彩過濾器配置且具有如下一組態：其中紅色、綠色、藍色及綠色色彩過濾器安置於由四(2×2)個次像素區構成之一像素區域中且偏振部件安置於構成每一像素區域之四個次像素區中之一者中。在圖10中，位於列b及行3處之一綠色顯示器次像素區G由一綠色顯示器次像素區G(b,3)表達。
基於入射於不具有偏振部件且具有與具有偏振部件之次像素區相同之偵測波長帶之相鄰次像素區上之光之光強度來校正入射於具有偏振部件之次像素區上之光之光強度Iq ，該次像素區包括於第q個像素區域(其中q=1,2,...,Q)中。
具體而言，舉例而言，關於具有偏振部件130之紅色顯示器次像素區R，當假定不具有偏振部件130時，不具有偏振部件130之周圍八個紅色顯示器次像素區R之光強度之平均值可用作該紅色顯示器次像素區R之光強度。舉例而言，關於紅色顯示器次像素區R(g,7)，當假定紅色顯示器次像素區R(g,7)不具有偏振部件130時，紅色顯示器次像素區R(g,5)、紅色顯示器次像素區R(i,5)、紅色顯示器次像素區R(i,7)、紅色顯示器次像素區R(i,9)、紅色顯示器次像素區R(g,9)、紅色顯示器次像素區R(e,9)、紅色顯示器次像素區R(e,7)及紅色顯示器次像素區R(e,5)之光強度之平均值可用作紅色顯示器次像素區R(g,7)之光強度。在該等光強度之所確定平均值及具有偏振部件130之紅色顯示器次像素區R(g,7)之光強度之基礎上，亦可獲得紅色顯示器次像素區R(g,7)之偏振分量強度。關於具有偏振部件130之綠色顯示器次像素區G及具有偏振部件130之藍色顯示器次像素區B，以上文所闡述之方式可獲得其光強度之平均值。因此，可自(例如)紅色顯示器次像素區R(a,1)、綠色顯示器次像素區G(c,1)、藍色顯示器次像素區B(c,4)及綠色顯示器次像素區G(a,4)獲得一個像素區域群組之θPL-max 、IPL-max 、IPL-min 及IPL 。此同樣適用於其他像素區域群組。
安置於像素區域群組之間的像素區域[例如，由紅色顯示器次像素區R(e,1)、綠色顯示器次像素區G(f,1)、藍色顯示器次像素區B(f,2)及綠色顯示器次像素區G(e,2)構成之像素區域]之θPL-max 、IPL-max 、IPL-min 及IPL 可被確定為安置於該像素區域之兩個相對端處之兩個像素區域群組或環繞該像素區域之四個像素區域群組之θPL-max 、IPL-max 、IPL-max 及IPL 之平均值。
因為可如上文所闡述獲得每一次像素區之光強度、偏振分量強度及偏振方向，因此(例如)可在攝影之後在該偏振資訊之基礎上處理影像資料。舉例而言，對藉由天空或窗玻璃之攝影而獲得之一影像之一部分、藉由一水表面或類似物之攝影而獲得之一影像之一部分執行期望處理使得加強或削弱偏振分量成為可能或使得分離偏振分量與非偏振分量成為可能。因此，可改良影像對比度且消除不需要之資訊。更具體而言，舉例而言，可藉由在使用一二維固態影像捕捉裝置攝影期間規定一攝影模式來執行此處理。
該第一實施例或下文所闡述之第二實施例至第四實施例中之每一者中之二維固態影像捕捉裝置可消除窗玻璃中之反射。另外，將偏振資訊添加至影像資訊亦使得澄清多個物件之界線(輪廓)成為可能。亦可偵測一路表面或一路表面上之一障礙物之狀態。另外，該二維固態影像捕捉裝置可應用於各種領域，包括對併入有一物件之雙折射之一圖案之攝影、對延遲分佈之量測、獲取一偏振光顯微鏡下之一影像、獲取一物件之一表面形狀、對一物件之一表面紋理之量測、對一移動物件(例如一車輛)之偵測及氣象觀察(例如對雲分佈之量測)。
除偏振部件130之微型製作以外，該第一實施例中之二維固態影像捕捉裝置可基本上由與用於已經可用之二維固態影像捕捉裝置之一方法相同之方法製造。使用用於製造半導體裝置之一技術可輕易實現偏振部件130之微製造。因此，下文不闡述用於製造該第一實施例中之二維固態影像捕捉裝置之方法。此同樣適用於下文所闡述之第三實施例及第四實施例中之二維固態影像捕捉裝置。
在該第一實施例中之二維固態影像捕捉裝置中，佈線層與偏振部件由相同材料製成且安置於相同虛擬平面上。因此，藉由使用一一般半導體裝置製造過程可在相同過程中同時形成該佈線層與該偏振部件。因為可在不增加製造過程之數目之情形下提供該偏振部件，因此可降低二維固態影像捕捉裝置之製造成本。此外，因為沒有必要添加用於該偏振部件之另一層，因此可達成二維固態影像捕捉裝置之一較低輪廓結構。提供該偏振部件亦不涉及二維固態影像捕捉裝置之厚度之一增加。因為該第一實施例或下文所闡述之第三實施例及第四實施例中之每一者中之二維固態影像捕捉裝置中之偏振部件之厚度可減小至約0.1 μm一樣小，因此可達成二維固態影像捕捉裝置之一較低輪廓結構。
另外，在該第一實施例或下文所闡述之第二實施例中之二維固態影像捕捉裝置中，偏振部件安置於構成每一像素區域之多個(M0 )次像素區中之一者之光入射側處，且因此，Q個偏振部件(其中QQ0 )安置於由Q0 個像素區域(其中Q0 3)構成之一個像素區域群組中。亦即，僅Q個偏振部件安置於構成一個像素區域群組之總共Q0 ×M0 個次像素區中。因此，由於該等偏振部件在整個像素區域中之該配置，可最小化一敏感性降低。藉由執行像素區域間計算處理來確定每一像素區域之位置處之偏振分量強度及偏振方向使得在稍微折衷空間解析度之情形下獲得偏振資訊成為可能，同時最小化敏感性之一降低。此外，因為僅Q個偏振部件安置於構成一個像素區域群組之總共Q0 ×M0 個次像素區中，因此針對光電轉換元件所接收之光之量及強度之計算處理不會變得複雜。另外，可即時獲得偏振分量強度、偏振方向等等之資訊且亦可自一單個影像獲得偏振方向及偏振分量強度之資訊。
第二實施例
一第二實施例係關於用於根據本發明之一第二模式之一二維固態影像捕捉裝置之一偏振光資料處理方法。該第二實施例中之二維固態影像捕捉裝置可具有與上文在該第一實施例中所闡述之二維固態影像捕捉裝置相同之組態，且因此，下文不給出一詳細說明。
該第二實施例中之用於二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法係用於該第一實施例中之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法之一簡化方法，從而達成資料處理量之一減小。在該第二實施例中之用於二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法中，Iq 指代入射於具有偏振部件且構成第q個像素區域(其中q=1,2,...,Q)之次像素區上之光之光強度。將光強度Iq 之最大值Imax 用作入射於像素區域上之光之最大偏振強度IPL-max ，將在其處獲得Imax 之像素區域之角度θq 用作在其上獲得入射於該像素區域上之光之最大偏振強度IPL-max 之偏振方向θPL-max ，且將光強度Iq 之最小值Imin 用作入射於該像素區域上之光之最小偏振強度IPL-min 。
舉例而言，對於Q=6或Q=8，可以在實踐中不會造成一問題之一準確度獲得一偏振分量強度及一偏振方向且資料處理之量亦可相比於第一實施例急劇減小。
第三實施例
一第三實施例係關於根據本發明之第二模式之二維固態影像捕捉裝置。在該第三實施例中之二維固態影像捕捉裝置中，如圖2A或2B中之示意性部分剖視圖中所顯示，一偏振部件230安置於構成每一像素區域之次像素區220中之至少一者之光入射側處。每一次像素區具有用於控制(限制)光在光電轉換元件上之入射之一遮光層23。偏振部件230與遮光層23安置於相同虛擬平面上。在此情形下，偏振部件230係一線柵偏振部件且由(例如)鋁(Al)或銅(Cu)製成，且遮光層23由(例如)鋁(Al)或鎢(W)製成。
圖2A中所顯示之二維固態影像捕捉裝置係一正面照射二維固態影像捕捉裝置，而圖2B中所顯示之二維固態影像捕捉裝置係一背面照射二維固態影像捕捉裝置。在圖2A中所顯示之正面照射二維固態影像捕捉裝置中，由一聚光元件26聚焦之光穿過一色彩過濾器22、一平滑層24及偏振部件230導引至光電轉換元件21。平滑層24由透明材料(例如SiO2 或SiN)製成。偏振部件230提供於遮光層23之一開口區域中。光被以光電方式轉換成電荷，該電荷被儲存且然後作為一電信號被讀出。另一方面，在圖2B中所顯示之背面照射二維固態影像捕捉裝置中，由一聚光元件26聚焦之光穿過一色彩過濾器22、一基板11及偏振部件230導引至光電轉換元件21，該偏振部件提供於一遮光層23之一開口區域中。光被以光電方式轉換成電荷，該電荷被儲存且然後作為一電信號被讀出。亦存在以下一情形：色彩過濾器22不安置於具有偏振部件230之次像素區220中。
在該第三實施例中，偏振部件230提供於光電轉換元件21之上，其中一絕緣膜231插入於其之間。較佳的係，絕緣膜231之厚度係1×107 m或更小且盡可能地小。當一可見光波長至一近紅外光波長範圍中之一電磁波入射於偏振部件230及偏振部件230之條形導電遮光材料層之週期性結構上且該入射電磁波之波長滿足一諧振條件時，該電磁波與含於該等條形導電遮光材料層中之材料中之偏振電荷或電子耦合以產生表面電漿偏振子。在此狀態中，近場光產生於由偏振電荷之力之一閉合電線所界定之一區域(亦即，非傳播光之一區域)中。該近場光可僅在可與電磁波長相比之一範圍中存在且該近場光之強度以指數方式變弱。因此，該近場光可僅由光電轉換元件21接收(量測)，其中超薄(100 nm或更小)絕緣膜231插入於光電轉換元件21與遮光層23之間。因此，當採用其中偏振部件230與光電轉換元件21以其之間插入絕緣膜231之方式安置之一結構時，絕緣膜231之一較小厚度係更佳。
因此，在該第三實施例中之二維固態影像捕捉裝置中，由入射電磁波激勵於偏振部件230之表面上之表面電漿偏振子傳播且穿過條形導電遮光材料層31，且傳播光被再輻射。光電轉換元件21可接收經再輻射之傳播光或可偵測由導電遮光材料層31之材料之偏振或類似物造成之一突發電場改變。
在該第三實施例中之二維固態影像捕捉裝置中，遮光層與偏振部件安置於相同虛擬平面上。因此，藉由使用一一般半導體裝置製造過程可在相同過程中同時形成該遮光層與該偏振部件。因為可在不增加製造過程之數目之情形下提供該偏振部件，因此可降低二維固態影像捕捉裝置之製造成本。此外，因為沒有必要添加用於該偏振部件之另一層，因此可達成二維固態影像捕捉裝置之一較低輪廓結構。提供該偏振部件亦不涉及二維固態影像捕捉裝置之厚度之一增加。
第一實施例中所闡述之根據本發明之第四模式之二維固態影像捕捉裝置亦可適用於該第三實施例中所闡述之二維固態影像捕捉裝置，且用於第一實施例或第二實施例中所闡述之根據本發明之第一模式或第二模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法亦可適用於此一形式。
第四實施例
一第四實施例係關於根據本發明之第三模式之二維固態影像捕捉裝置。在該第四實施例中之二維固態影像捕捉裝置中，如圖3A或3B中之示意性部分剖視圖中所顯示，一線柵偏振部件330安置於構成每一像素區域之次像素區320中之一者之光入射側處且色彩過濾器(未顯示)安置於剩餘次像素區之光入射側處。該等色彩過濾器與偏振部件330安置於相同虛擬平面上。
圖3A中所顯示之二維固態影像捕捉裝置係一正面照射二維固態影像捕捉裝置，而圖3B中所顯示之二維固態影像捕捉裝置係一背面照射二維固態影像捕捉裝置。在圖3A中所顯示之正面照射二維固態影像捕捉裝置中，由一聚光元件26聚焦之光穿過一偏振部件330、一平滑層24及一遮光層23之一開口區域導引至光電轉換元件21。聚光元件26具有一晶片上微凸透鏡且濾波層24由透明材料(例如SiO2 或SiN)製成。該光被以光電方式轉換成電荷，該電荷被儲存且然後作為一電信號被讀出。另一方面，在圖3B中所顯示之背面照射二維固態影像捕捉裝置中，由一聚光元件26聚焦之光穿過一偏振部件330、一基板11及一遮光層23之一開口區域導引至光電轉換元件21。光被以光電方式轉換成電荷，該電荷被儲存且然後作為一電信號被讀出。
因為該第四實施例中之二維固態影像捕捉裝置中之色彩過濾器與偏振部件安置於相同虛擬平面上，因此具有偏振部件之一個次像素區之高度與具有色彩過濾器之另一次像素區之高度不可能彼此不同。此外，因為沒有必要添加用於該偏振部件之另一層，因此可達成二維固態影像捕捉裝置之一較低輪廓結構。提供該偏振部件亦不涉及二維固態影像捕捉裝置之厚度之一增加。
第一實施例中所闡述之根據本發明之第四模式之二維固態影像捕捉裝置亦可適用於該第四實施例中所闡述之二維固態影像捕捉裝置，且用於第一實施例或第二實施例中所闡述之根據本發明之第一模式或第二模式之二維固態影像捕捉裝置之偏振光資料處理方法亦可適用於此一形式。
雖然上文已闡述了本發明之較佳實施例，但本發明並不限於該等實施例。在上文所闡述之實施例中，偏振部件專門用於獲得對一可見光波長帶敏感之固態影像捕捉元件之偏振資訊。然而，當光電轉換元件(光接收元件)對紅外光或紫外光敏感時，增加或減小條形導電遮光材料層之形成間距P0 以對應於該敏感性允許偏振部件在一任意波長帶中發揮作用。
第一實施例、第三實施例及第四實施例中所闡述之根據本發明之第一模式至第三模式之二維固態影像捕捉裝置中之次像素區之平面佈局並不限於參照圖5及圖10所闡述之彼等平面佈局。舉例而言，該等次像素區之平面佈局可係圖11或圖12中所圖解說明之一平面佈局。對於具有圖11中所顯示之平面佈局之一CMOS固態影像捕捉裝置，可採用一2×2像素共享方案，其中2×2個次像素區共享一選擇電晶體、一重置電晶體及一放大傳送器(amplifying transfer)。在其中不執行像素求和之一影像捕捉模式中，執行涉及偏振資訊之影像捕捉，且在其中儲存於2×2個次像素區中之電荷經受使用浮動擴散之求和之一模式中，可提供所有偏振分量皆整合於其中之一一般所捕捉影像。在圖12中所顯示之平面佈局中，一個方向上之偏振部件配置於2×2個次像素區中。因此，導體柵格中不大可能發生像素間不連續，從而使得達成高品質偏振影像捕捉成為可能。
藉由使用該等實施例中所闡述之偏振部件在一透明基板或一基底上形成兩種類型之透明基板且將一影像顯示器器件(例如一電視接收器)中之該等透明基板分配至針對右眼及左眼之對應像素使得提供用於立體視覺之一影像成為可能。另外，舉例而言，將多個影像嵌入於一單個影像中使得多個人能夠同時觀看不同影像(程式)。另外，在一DVD或藍光光碟系統中之記錄媒體中之兩個層中製作用於垂直偏振之一凹凸結構及用於水平偏振之一凹凸結構且使用垂直及水平偏振之一雷射器允許以相同大小記錄兩倍之資訊量。本發明亦可應用於光學通信設備等等。
本申請案含有與2009年5月11日在日本專利局提出申請之日本優先權專利申請案JP 2009-114809中所揭示之標的物相關之標的物，該申請案之全部內容藉此以引用方式併入本文中。
熟習此項技術者應理解，可端視設計需求及其他因素而作出各種修改、組合、子組合及變更，只要其在隨附申請專利範圍及其等效範圍之範疇內。
11．．．基板
21．．．光電轉換元件
22．．．色彩過濾器
23．．．遮光層
24．．．濾波層
25．．．佈線層
26．．．聚光元件
31．．．條形導電遮光材料層
32．．．裂縫區域
120．．．次像素區
130．．．偏振部件
220．．．次像素區
230．．．偏振部件
231．．．絕緣膜
320．．．次像素區
330．．．線柵偏振部件
圖1A及1B係示意性地顯示一第一實施例中之一二維固態影像捕捉裝置之部分剖視圖；
圖2A及2B係示意性地顯示一第三實施例中之一二維固態影像捕捉裝置之部分剖視圖；
圖3A及3B係示意性地顯示一第四實施例中之一二維固態影像捕捉裝置之部分剖視圖；
圖4A及4B係一偏振部件之部分示意性平面圖；
圖5示意性地顯示該第一實施例中之次像素區之一平面佈局圖；
圖6示意性地顯示該第一實施例中之該等次像素區之一平面佈局圖；
圖7示意性地顯示該第一實施例中之該等次像素區之一平面佈局圖；
圖8示意性地顯示該第一實施例中之該等次像素區之一平面佈局圖；
圖9示意性地顯示該第一實施例中之該等次像素區之一平面佈局圖；
圖10示意性地顯示該第一實施例中之該等次像素區之另一平面佈局圖；
圖11示意性地顯示根據本發明之第一模式至第三模式之二維固態影像捕捉裝置所適用之一二維固態影像捕捉裝置中之次像素區之一平面佈局圖；
圖12示意性地顯示根據本發明之該第一模式至第三模式之二維固態影像捕捉裝置所適用之該二維固態影像捕捉裝置中之次像素區之另一平面佈局圖；及
圖13係圖解說明穿過一線柵(導體柵格)偏振部件等等之光之一概念性視圖。
11．．．基板
21．．．光電轉換元件
22．．．色彩過濾器
23．．．遮光層
24．．．濾波層
25．．．佈線層
26．．．聚光元件
120．．．次像素區
130．．．偏振部件

Claims (13)

  1. 一種二維固態影像捕捉裝置，其包含：配置成一二維矩陣之像素區域，每一像素區域由多個次像素區構成，每一次像素區具有一光電轉換元件；其中一偏振部件係安置於構成每一像素區域之該等次像素區中之至少一者之一光入射側上；該偏振部件具有條形導電遮光材料層及提供於該等條形導電遮光材料層之間的裂縫區域以透射在垂直於該等條形導電遮光材料層延伸之一方向之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在平行於該等條形導電遮光材料層延伸之該方向之一方向上具有一偏振分量之光之透射；每一次像素區進一步具有用於控制該光電轉換元件之一操作之一佈線層；且該偏振部件與該佈線層係由相同材料製成且係安置於相同虛擬平面上，其中一色彩過濾器係安置於該等次像素區中之至少一者之一光入射側處，其中對於每一像素區而言，一偏振部件係安置於每一次像素區上，且其中在一像素區域內之該等偏振部件之每一者具有一不同於該像素區域中之其他偏振部件的偏振。
  2. 一種二維固態影像捕捉裝置，其包含：配置成一二維矩陣之像素區域，每一像素區域由多個次像素區構成，每一次像素區具有一光電轉換元件；其中一偏振部件係安置於構成每一像素區域之該等次像素區中之至少一者之一光入射側上； 該偏振部件具有條形導電遮光材料層及提供於該等條形導電遮光材料層之間的裂縫區域以透射在垂直於該等條形導電遮光材料層延伸之一方向之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在平行於該等條形導電遮光材料層延伸之該方向之一方向上具有一偏振分量之光之透射；每一次像素區進一步具有用於控制光在該光電轉換元件上之入射之一遮光層；且該偏振部件與該遮光層係安置於相同虛擬平面上，其中對於每一像素區域而言，一色彩過濾器係安置於該等次像素區中之至少一者之一光入射側處，且其中對於每一像素區域而言，一偏振部件係安置於一亦未與一色彩過濾器相關聯之次像素區上。
  3. 一種二維固態影像捕捉裝置，其包含：配置成一二維矩陣之像素區域，每一像素區域由多個次像素區構成，每一次像素區具有一光電轉換元件；其中一偏振部件係安置於構成每一像素區域之該等次像素區之一者之一光入射側處，該等次像素區之該者未與一色彩過濾器相關聯，其中該色彩過濾器係安置於每一剩餘次像素區之一光入射側處，且其中該色彩過濾器安置於其上之每一次像素區亦未與一偏振部件相關聯；該偏振部件具有條形導電遮光材料層及提供於該等條形導電遮光材料層之間的裂縫區域以透射在垂直於該等條形導電遮光材料層延伸之一方向之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在平行於該等條形導電遮光材料層延 伸之該方向之一方向上具有一偏振分量之光之透射；且該等色彩過濾器與該偏振部件係安置於相同虛擬平面上。
  4. 一種二維固態影像捕捉裝置，其包含：配置成一二維矩陣之像素區域，每一像素區域由多個次像素區構成，每一次像素區具有一光電轉換元件；其中一偏振部件係安置於構成每一像素區域之該等次像素區中之一者之一光入射側處；其中一色彩過濾器係安置於其中未安置偏振部件之次像素區之一光入射側處，且該色彩過濾器與該偏振部件安置於相同虛擬平面上；該偏振部件具有條形導電遮光材料層及提供於該等條形導電遮光材料層之間的裂縫區域以透射在垂直於該等條形導電遮光材料層延伸之一方向之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在平行於該等條形導電遮光材料層延伸之該方向之一方向上具有一偏振分量之光之透射；且一像素區域群組由Q0 個像素區域(其中Q0 3)構成且滿足θq =θ1 +(180/Q)×(q-1)(度)，其中Q指示一正整數(其中3QQ0 )，θ1 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中q=1)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，且θq 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中2qQ)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角 度，該第q個像素區域係選自Q-1個像素區域，該Q-1個像素區域係選自除該第一像素區域之外的像素區域。
  5. 如請求項4之二維固態影像捕捉裝置，其中Q為4。
  6. 如請求項4之二維固態影像捕捉裝置，其中每一次像素區進一步具有用於控制該光電轉換元件之一操作之一佈線層，且該偏振部件與該佈線層係由相同材料製成且安置於相同虛擬平面上。
  7. 如請求項4之二維固態影像捕捉裝置，其中每一次像素區進一步具有用於控制光在該光電轉換元件上之入射之一遮光層，且該偏振部件與該遮光層係安置於相同虛擬平面上。
  8. 一種用於一二維固態影像捕捉裝置之一偏振光資料處理方法，該二維固態影像捕捉裝置包括配置成一二維矩陣之像素區域，每一像素區域由多個次像素區構成，每一次像素區具有一光電轉換元件；其中一偏振部件係安置於構成每一像素區域之該等次像素區中之一者之一光入射側處；該偏振部件具有條形導電遮光材料層及提供於該等條形導電遮光材料層之間的裂縫區域以透射在垂直於該等條形導電遮光材料層延伸之一方向之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在平行於該等條形導電遮光材料層延伸之該方向之一方向上具有一偏振分量之光之透射；且一像素區域群組由Q0 個像素區域(其中Q0 3)構成且滿足θq =θ1 +(180/Q)×(q-1)(度)，其中Q指示一正整數(其中3QQ0 )，θ1 指示由一預定方向與該等條形導電遮 光材料層在包括於第q個像素區域(其中q=1)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，且θq 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中2qQ)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，該第q個像素區域係選自Q-1個像素區域，該Q-1個像素區域係選自除該第一像素區域之外的像素區域，該偏振光資料處理方法包含以下步驟：將在其上獲得入射於該像素區域上之光之一最大偏振強度IPL-max 之一偏振方向θPL-max 確定為在其處獲得基於一光強度Iq 獲得之一正弦函數中之一最大值之一角度θmax ，其中該光強度Iq 指示入射於具有該偏振部件且包括於第q個像素區域(其中q=1,2,...,Q)中之該次像素區上之光之一光強度；且將在該正弦函數中之該所確定最大值及一最小值用作入射於該像素區域上之光之該最大偏振強度IPL-max 及一最小偏振強度IPL-min 。
  9. 如請求項8之偏振光資料處理方法，其中基於該光強度IPL-max 及/或該光強度IPL-min 來校正入射於構成每一像素區域之該等次像素區中之其中未安置偏振部件之次像素區上之光之一偏振分量之一方向及一強度。
  10. 如請求項9之偏振光資料處理方法，其中自其中安置有該等偏振部件之該等次像素區導出該光強度IPL-max 及該光強度IPL-min ，該等次像素區係位於其中未安置偏振部件之該次像素區附近。
  11. 如請求項8之偏振光資料處理方法，其中基於入射於不具有偏振部件且具有與具有該偏振部件之該次像素區相同之偵測波長帶之相鄰次像素區上之光之光強度來校正入射於具有該偏振部件且包括於該第q個像素區域(其中q=1,2,...,Q)之該次像素區上之光之該光強度Iq 。
  12. 如請求項8之偏振光資料處理方法，其中Q為4。
  13. 一種用於一二維固態影像捕捉裝置之一偏振光資料處理方法，該二維固態影像捕捉裝置包括配置成一二維矩陣之像素區域，每一像素區域由多個次像素區構成，每一次像素區具有一光電轉換元件；其中一偏振部件係安置於構成每一像素區域之該等次像素區中之一者之一光入射側處；該偏振部件具有條形導電遮光材料層及提供於該等條形導電遮光材料層之間的裂縫區域以透射在垂直於該等條形導電遮光材料層延伸之一方向之一方向上具有一偏振分量之光且抑制在平行於該等條形導電遮光材料層延伸之該方向之一方向上具有一偏振分量之光之透射；且一像素區域群組由Q0 個像素區域(其中Q0 3)構成且滿足θq =θ1 +(180/Q)×(q-1)(度)，其中Q指示一正整數(其中3QQ0 )，θ1 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中q=1)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，且θq 指示由一預定方向與該等條形導電遮光材料層在包括於第q個像素區域(其中2qQ)中之次像素區中之偏振部件中延伸之一方向所界定之一角度，該第q個像素區域係 選自Q-1個像素區域，該Q-1個像素區域係選自除該第一像素區域之外的像素區域，該偏振光資料處理方法包含以下步驟：將入射於具有該偏振部件且包括於該第q個像素區域(其中q=1,2,...,Q)中之該次像素區上之光之一光強度Iq 之一最大值Imax 用作入射於該像素區域上之光之一最大偏振強度IPL-max ；將在其處獲得該最大值Imax 之該像素區域之一角度θq 用作在其上獲得入射於該像素區域上之光之該最大偏振強度IPL-max 之一偏振方向θPL-max ；及將該光強度Iq 之一最小值Imin 用作入射於該像素區域上之光之一最小偏振強度IPL-min 。
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