索尼發(fā)布內(nèi)置偏振元件的新型背照式CMOS傳感器

索尼在2016 IEEE國際電子器件會(huì)議（IEDM 2016）介紹了一款內(nèi)置偏振元件的新型背照式CMOS傳感器。 在普通偏振相機(jī)上，成像元件和偏振元件是分開的，偏振元件放在位于傳感器受光部上方的片上透鏡（On-chip lens）和外置保護(hù)玻璃之間。而此次發(fā)布的新型傳感器則是在光電二極管的上方直接放置用金屬線柵制作的偏振元件，實(shí)現(xiàn)了單芯片化。因此可以制造比以往更小、成本更低的偏振相機(jī)。

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左：傳統(tǒng)傳感器 右：新型傳感器原型

抑制鬼影

偏振元件是一種只讓特定偏振狀態(tài)的光透過而把其他光全部反射出去的濾鏡。新型傳感器原型上搭載的偏振元件有4種，分別讓不同偏振方向（偏振角）的線性偏振光透過（0度、45度、90度、135度）。索尼強(qiáng)調(diào)，作為偏振相機(jī)（傳感器）指標(biāo)的透射率和消光比都沒有問題。消光比方面，在400nm～700nm波段實(shí)現(xiàn)了比以往偏振相機(jī)更高的消光比。此外還具有靈敏度和消光比對(duì)入射角依存度低等優(yōu)點(diǎn)。

另外，新型傳感器在偏振元件（金屬線柵）上方另外設(shè)置了防反射層，使來自該元件的反射光不射入鏡頭，因此大大減少了偏振元件造成的鬼影現(xiàn)象。

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左圖為4種偏振元件。右圖為偏振元件發(fā)揮功能的線柵和抑制鬼影的防反射層

最后，索尼在演講中公布了傳感器原型的規(guī)格和彩色樣片。

新型傳感器原型的規(guī)格：

規(guī)格: 1/2.8“ 320萬像素（水平2065×垂直1565）

像素尺寸: 2.5 x 2.5μm

幀率: 120fps

透射率: 63.3%

消光比: 85

使靈敏度減半的入射角：30°（垂直和水平）

制造工藝: 90nm

線柵間距: 150nm

樣片拍攝的是一個(gè)透明的盒子以及盒子里的物品。左圖采用的是普通傳感器，可以明顯看到因反射而在盒子上產(chǎn)生的投影。而采用新型傳感器的樣片（右圖）則消除了反射。

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