(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-29
(54)【発明の名称】偏光撮像カメラ
(51)【国際特許分類】
G02B 3/00 20060101AFI20231121BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20231121BHJP
G02B 3/02 20060101ALI20231121BHJP
G02B 1/08 20060101ALI20231121BHJP
G02B 27/02 20060101ALI20231121BHJP
H01L 27/148 20060101ALI20231121BHJP
【ＦＩ】
G02B3/00 A
G02B5/30
G02B3/02
G02B1/08
G02B27/02 Z
H01L27/148 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023521863
(86)(22)【出願日】2021-11-04
(85)【翻訳文提出日】2023-06-06
(86)【国際出願番号】 US2021057989
(87)【国際公開番号】W WO2022098823
(87)【国際公開日】2022-05-12
(31)【優先権主張番号】63/109,704
(32)【優先日】2020-11-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/514,286
(32)【優先日】2021-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515046968
【氏名又は名称】メタ プラットフォームズ テクノロジーズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＴＡ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】110002974
【氏名又は名称】弁理士法人Ｗｏｒｌｄ ＩＰ
(72)【発明者】
【氏名】リュウ， シンチャオ
(72)【発明者】
【氏名】チャオ， チン
【テーマコード（参考）】
2H149
2H199
4M118
【Ｆターム（参考）】
2H149AA17
2H149AB01
2H149BA23
2H149DA01
2H149FA41Y
2H149FC01
2H149FC10
2H149FD03
2H199CA12
2H199CA62
2H199CA66
2H199CA92
2H199CA96
4M118AA10
4M118AB01
4M118BA06
4M118CA02
4M118CA25
4M118GC07
4M118GC20
4M118GD07
(57)【要約】
一例では、装置は、第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードを含む半導体基板であって、第１のフォトダイオードが、第１の軸に沿って第２のフォトダイオードと隣り合って配置される、半導体基板と、第１の軸に垂直な第２の軸に沿って第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードの上に配置された複屈折結晶と、第２の軸に沿って複屈折結晶の上に配置されたマイクロレンズであって、第１の軸に沿って非対称曲率を有し、曲率の頂点が、第２の軸に沿って第１のフォトダイオードの上に配置される、マイクロレンズと、を含む。
【選択図】図８Ｃ
【選択図】図８Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードを含む半導体基板であって、前記第１のフォトダイオードが、第１の軸に沿って前記第２のフォトダイオードと隣り合って配置される、半導体基板と、前記第１の軸に垂直な第２の軸に沿って前記第１のフォトダイオードおよび前記第２のフォトダイオードの上に配置された複屈折結晶と、
前記第２の軸に沿って前記複屈折結晶の上に配置されたマイクロレンズであって、前記第１の軸に沿って非対称曲率を有し、前記非対称曲率の頂点が、前記第２の軸に沿って前記第１のフォトダイオードの上に配置される、マイクロレンズと、
を含む装置。
【請求項2】
前記マイクロレンズが、前記第２の軸に沿って前記第１のフォトダイオードの上の前記複屈折結晶に入射光を集束させるように構成され、任意選択で、前記複屈折結晶と前記半導体基板との間に挟まれ、前記入射光の偏光状態を回転させるように構成された波長板を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記複屈折結晶が、前記入射光の常光線成分を第１の角度だけ屈折させるように構成され、前記第１の角度が前記常光線成分に関連する第１の屈折率に基づき、前記常光線成分が前記複屈折結晶の主面に垂直な第１の電界を有し、
前記入射光の異常光線成分を第２の角度だけ屈折させるように構成され、前記第２の角度が前記異常光線成分に関連する第２の屈折率に基づき、前記異常光線成分が前記複屈折結晶の前記主面に平行な第２の電界を有し、
前記第１のフォトダイオードが、前記常光線成分の強度を測定するように構成され、
前記第２のフォトダイオードが、前記異常光線成分の強度を測定するように構成される、
請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記第２の角度が、前記第１の屈折率と、前記第２の屈折率と、前記複屈折結晶の光軸と前記複屈折結晶の表面法線との間の第３の角度と、に基づいて前記第１の角度に関連し、および／または前記複屈折結晶の深さが、（ｉ）前記第１のフォトダイオードの中心と前記第２のフォトダイオードの中心との間の距離、ならびに（ｉｉ）前記異常光線成分および前記常光線成分の光の波長に基づく、請求項３に記載の装置。
【請求項5】
前記半導体基板は、前記第１の軸に沿って前記第１のフォトダイオードと前記第２のフォトダイオードとの間に形成されるディープ・トレンチ・アイソレーション（ＤＴＩ）を含み、前記第１のフォトダイオードおよび前記第２のフォトダイオードは、画素セルを含む画素セルアレイの一部であり、
各画素セルは複数のフォトダイオードを含み、
前記半導体基板は、前記画素セルアレイの前記画素セル間に形成されたＤＴＩを含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記複屈折結晶と前記半導体基板との間に挟まれた光吸収構造の層であって、前記第１のフォトダイオードおよび前記第２のフォトダイオードの各々の集光効率を高めるように構成された光吸収構造の層、および／または前記第２の軸に沿って前記マイクロレンズと前記半導体基板との間に挟まれたカラーフィルタ、
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記第１のフォトダイオードおよび前記第２のフォトダイオードが、それぞれ、第１のサブ画素および第２のサブ画素の一部であり、前記装置が、
前記第１のフォトダイオードの第１の出力に基づいて第１の画像フレームの第１の画素を生成し、
前記第２のフォトダイオードの第２の出力に基づいて第２の画像フレームの第２の画素を生成し、
前記第１の画素が前記第２の画素に対応する、
ように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項8】
画素セルのアレイを含む装置であって、各画素セルが、半導体基板に形成された第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードであって、前記第１のフォトダイオードが第１の軸に沿って前記第２のフォトダイオードと隣り合って配置される、第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードと、
前記第１の軸に垂直な第２の軸に沿って前記第１のフォトダイオードおよび前記第２のフォトダイオードの上に配置された複屈折結晶と、
前記第２の軸に沿って前記複屈折結晶の上に配置されたマイクロレンズであって、非対称曲率を有し、前記非対称曲率の頂点が、前記第２の軸に沿って前記第１のフォトダイオードの上に配置される、マイクロレンズと、
を含む装置。
【請求項9】
前記非対称曲率が第１の非対称曲率であり、前記画素セルのアレイの各画素セルが、第３のフォトダイオードおよび第４のフォトダイオードをさらに含み、
前記第１のフォトダイオード、前記第２のフォトダイオード、前記第３のフォトダイオード、および前記第４のフォトダイオードが、フォトダイオードの２×２アレイを形成し、
前記マイクロレンズが、前記第２の軸に沿って前記フォトダイオードの２×２アレイの上に配置され、
前記マイクロレンズが第３の軸に沿って第２の非対称曲率を有し、前記第１のフォトダイオードが前記第３の軸に沿って前記第３のフォトダイオードと隣り合って配置され、前記第３の軸が前記第１の軸および前記第２の軸の各々に垂直である、請求項８に記載の装置。
【請求項10】
前記画素セルのアレイの各画素セルの前記複屈折結晶の主面が互いに平行である、請求項８に記載の装置。
【請求項11】
前記画素セルのアレイの第１の画素セルの前記複屈折結晶の第１の主面が、第１の方向と平行であり、前記画素セルのアレイの第２の画素セルの前記複屈折結晶の第２の主面が、第２の方向と平行であり、
前記第１の方向は前記第２の方向と垂直である、
請求項８に記載の装置。
【請求項12】
画像フレームを生成するために前記画素セルのアレイの出力を処理するように構成されたプロセッサと、前記画像フレームに基づいてコンテンツを表示するように構成されたモバイルデバイスのディスプレイと、をさらに含み、任意選択で、
前記モバイルデバイスはヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項13】
屈折光を生成するために、マイクロレンズを使用して入射光を屈折させることであって、第１のフォトダイオードが、第１の軸に沿って半導体基板内の第２のフォトダイオードと隣り合って配置され、
前記マイクロレンズが第２の軸に沿って複屈折結晶の上に配置され、
前記第２の軸が前記第１の軸と直交し、
前記マイクロレンズが前記第１の軸に沿って非対称曲率を有し、前記非対称曲率の頂点が前記第２の軸に沿って前記第１のフォトダイオードの上に配置される、入射光を屈折させることと、
前記複屈折結晶を使用して、第１の光成分と第２の光成分とに前記屈折光を分離することであって、前記複屈折結晶が前記第２の軸に沿って前記第１のフォトダイオードおよび前記第２のフォトダイオードの上に配置される、前記屈折光を分離することと、
前記第１のフォトダイオードを使用して前記第１の光成分を検出することと、
前記第２のフォトダイオードを使用して前記第２の光成分を検出することと、
を含む方法。
【請求項14】
前記第１の光成分が第１の直線偏光であり、前記第２の光成分が前記第１の直線偏光に直交する第２の直線偏光である、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記マイクロレンズが光学素子の一部であり、前記方法が、光学素子のアレイを使用して画像フレームを生成することをさらに含み、および／または
前記第１のフォトダイオードを使用して前記第１の光成分を検出することが、前記複屈折結晶からの光の常光線成分を測定することを含み、
前記第２のフォトダイオードを使用して前記第２の光成分を検出することが、前記複屈折結晶からの光の異常光線成分を測定することを含む、
請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、両方とも「ＰＯＬＡＲＩＭＥＴＲＩＣ ＩＭＡＧＩＮＧ ＣＡＭＥＲＡ」という名称の、２０２０年１１月４日に出願された米国仮出願第６３／１０９，７０４号および２０２１年１０月２９日に出願された米国出願第１７／５１４２８６号の利益を主張し、両方ともその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、両方とも「ＰＯＬＡＲＩＭＥＴＲＩＣ ＩＭＡＧＩＮＧ ＣＡＭＥＲＡ」という名称の、２０２０年１１月４日に出願された米国仮出願第６３／１０９，７０４号および２０２１年１０月２９日に出願された米国出願第１７／５１４２８６号の利益を主張し、両方ともその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
偏光撮像は、識別が困難であり得る、または通常の単色、カラー、もしくは赤外線（ＩＲ）画像では単に見えない詳細を明らかにすることができるシーンの画像を生成することを可能にし、これは光の強度または波長特性のみに依存し得る。受信光の偏光に関する情報を抽出することにより、シーンからより多くの洞察を得ることができる可能性がある。たとえば、物体の偏光画像は、表面特徴、形状、陰影、および粗さなどの詳細を高いコントラストで明らかにすることができる。偏光撮像は、産業界において（たとえば、センサチップ上でワイヤグリッド偏光子を使用して）いくつかの実施態様を有するが、偏光撮像は、主に科学的環境において使用されており、高価で特殊な機器を必要としていた。そのような機器が利用可能である場合であっても、偏光撮像のための既存の技術は、時分割または空間分割画像キャプチャを含むことができ、これは、時間領域または空間領域のいずれかにおけるぼかしに関連付けることができる。偏光撮像のための改良されたシステムに対する大きな必要性が存在する。
【発明の概要】
【0003】
本発明の一態様では装置が提供され、装置は、第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードを含む半導体基板であって、第１のフォトダイオードが、第１の軸に沿って第２のフォトダイオードと隣り合って配置される、半導体基板と、第１の軸に垂直な第２の軸に沿って第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードの上に配置された複屈折結晶と、第２の軸に沿って複屈折結晶の上に配置されたマイクロレンズであって、第１の軸に沿って非対称曲率を有し、非対称曲率の頂点が、第２の軸に沿って第１のフォトダイオードの上に配置される、マイクロレンズと、を含む。
【0004】
マイクロレンズは、入射光を第２の軸に沿って第１のフォトダイオード上の複屈折結晶に集束させるように構成されてもよい。
【0005】
装置は、複屈折結晶と半導体基板との間に挟まれ、入射光の偏光状態を回転させるように構成された波長板をさらに含んでもよい。
【0006】
複屈折結晶は、入射光の常光線成分を第１の角度だけ屈折させように構成されてもよく、第１の角度が常光線成分に関連する第１の屈折率に基づき、常光線成分が複屈折結晶の主面に垂直な第１の電界を有し、入射光の異常光線成分を第２の角度だけ屈折させように構成されてもよく、第２の角度が異常光線成分に関連する第２の屈折率に基づき、異常光線成分が複屈折結晶の主面に平行な第２の電界を有し、第１のフォトダイオードは、常光線成分の強度を測定するように構成され、第２のフォトダイオードは、異常光線成分の強度を測定するように構成される。
【0007】
第２の角度は、第１の屈折率と、第２の屈折率と、複屈折結晶の光軸と複屈折結晶の表面法線との間の第３の角度と、に基づいて第１の角度に関連してもよい。
【0008】
複屈折結晶の深さは、（ｉ）第１のフォトダイオードの中心と第２のフォトダイオードの中心との間の距離、ならびに（ｉｉ）異常光線成分および常光線成分の光の波長に基づいてもよい。
【0009】
半導体基板は、第１の軸に沿って第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオードとの間に形成されるディープ・トレンチ・アイソレーション（ＤＴＩ）を含んでもよく、第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードは、画素セルを含む画素セルアレイの一部であってもよく、各画素セルは複数のフォトダイオードを含んでもよく、半導体基板は、画素セルアレイの画素セル間に形成されたＤＴＩを含んでもよい。
【0010】
装置は、複屈折結晶と半導体基板との間に挟まれた光吸収構造の層をさらに含んでもよく、光吸収構造の層は、第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードの各々の集光効率を高めるように構成される。
【0011】
装置は、第２の軸に沿ってマイクロレンズと半導体基板との間に挟まれたカラーフィルタをさらに含んでもよい。
【0012】
第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードは、それぞれ、第１のサブ画素および第２のサブ画素の一部であってもよく、装置は、第１のフォトダイオードの第１の出力に基づいて第１の画像フレームの第１の画素を生成し、第２のフォトダイオードの第２の出力に基づいて第２の画像フレームの第２の画素を生成し、第１の画素は第２の画素に対応する、ように構成されてもよい。
【0013】
本発明の一態様では画素セルのアレイを含む装置が提供され、各画素セルは、半導体基板に形成された第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードであって、第１のフォトダイオードが第１の軸に沿って第２のフォトダイオードと隣り合って配置される、第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードと、第１の軸に垂直な第２の軸に沿って第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードの上に配置された複屈折結晶と、第２の軸に沿って複屈折結晶の上に配置されたマイクロレンズであって、非対称曲率を有し、非対称曲率の頂点が、第２の軸に沿って第１のフォトダイオードの上に配置される、マイクロレンズと、を含む。
【0014】
非対称曲率は第１の非対称曲率であってもよく、画素セルのアレイの各画素セルは、第３のフォトダイオードおよび第４のフォトダイオードをさらに含んでもよく、第１のフォトダイオード、第２のフォトダイオード、第３のフォトダイオード、および第４のフォトダイオードは、フォトダイオードの２×２アレイを形成してもよく、マイクロレンズは、第２の軸に沿ってフォトダイオードの２×２アレイの上に配置されてもよく、マイクロレンズは第３の軸に沿って第２の非対称曲率を有してもよく、第１のフォトダイオードは第３の軸に沿って第３のフォトダイオードと隣り合って配置され、第３の軸は第１の軸および第２の軸の各々に垂直である。
【0015】
画素セルのアレイの各画素セルの複屈折結晶の主面は、互いに平行であってもよい。
【0016】
画素セルのアレイの第１の画素セルの複屈折結晶の第１の主面は、第１の方向と平行であってもよく、画素セルのアレイの第２の画素セルの複屈折結晶の第２の主面は、第２の方向と平行であってもよく、第１の方向は第２の方向と垂直であってもよい。
【0017】
装置は、画素セルのアレイの出力を処理して画像フレームを生成するように構成されたプロセッサと、画像フレームに基づいてコンテンツを表示するように構成されたモバイルデバイスのディスプレイと、をさらに含んでもよい。
【0018】
モバイルデバイスは、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を含んでもよい。
【0019】
本発明の一態様では方法が提供され、本方法は、屈折光を生成するために、マイクロレンズを使用して入射光を屈折させることであって、第１のフォトダイオードが、第１の軸に沿って半導体基板内の第２のフォトダイオードと隣り合って配置され、マイクロレンズが第２の軸に沿って複屈折結晶の上に配置され、第２の軸が第１の軸と直交し、マイクロレンズが第１の軸に沿って非対称曲率を有し、非対称曲率の頂点が第２の軸に沿って第１のフォトダイオードの上に配置される、入射光を屈折させることと、複屈折結晶を使用して、第１の光成分と第２の光成分とに屈折光を分離することであって、複屈折結晶が第２の軸に沿って第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードの上に配置される、屈折光を分離することと、第１のフォトダイオードを使用して第１の光成分を検出することと、第２のフォトダイオードを使用して第２の光成分を検出することと、を含む。
【0020】
第１の光成分は第１の直線偏光であってもよく、第２の光成分は第１の直線偏光に直交する第２の直線偏光であってもよい。
【0021】
マイクロレンズは光学素子の一部であってもよく、本方法は、光学素子のアレイを使用して画像フレームを生成することをさらに含んでもよい。
【0022】
第１のフォトダイオードを使用して第１の光成分を検出することは、複屈折結晶からの光の常光線成分を測定することを含んでもよく、第２のフォトダイオードを使用して第２の光成分を検出することは、複屈折結晶からの光の異常光線成分を測定することを含んでもよい。
【0023】
以下の図を参照しながら、例示的な例が説明される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】異なるタイプの偏光を示す図である。
【図2】異なる表面から反射する光に対する偏光子の効果の例を示す図である。
【図3】異なる表面から反射する光に対する偏光子の効果の例を示す図である。
【図4】光の異なる特性に基づいて捕捉または計算された画像の例を示す図である。
【図5A】直線偏光子の一例を示す図である。
【図5B】４×１の直線偏光子アレイの一例を示す図である。
【図6A】偏光子としての複屈折材料の一例を示す図である。
【図6B】偏光子としての複屈折材料の一例を示す図である。
【図7A】偏光の測定を実行することができる画像センサ７００のセンサコントローラレイアウトの一実施形態を示す図である。
【図7B】偏光の測定を実行することができる画像センサのためのセンサ光学レイアウトの一実施形態を示す図である。
【図7C】１つの露光期間中に画像センサから生成される複数の画像フレーム間の関係を示す図である。
【図8A】画素セルの一実施形態の側面図である。
【図8B】画素セルの一実施形態の上面図である。
【図8C】マイクロレンズを使用して光を集束させる画素セルの一実施形態の側面図である。
【図8D】複屈折結晶の深さが入射光の光学部品の横方向分離にどのように影響するかを示す画素セルの一実施形態の側面図である。
【図9A】マイクロレンズの頂部および平坦部分の位置を示す画素セルの実施形態の上面図である。
【図9B】１つまたは複数の平坦部分を有するマイクロレンズを有する画素セルの一実施形態の側面図である。
【図9C】画素セルの例示的なアレイを示す図である。
【図10】開示された技術にかかる、１つまたは複数の偏光センサアレイを含むことができるモバイルデバイスの一例を示す図である。
【図12】偏光を検出するためのプロセスの一実施形態のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図は、単に例示の目的で本開示の例を図示する。本開示の原理または本開示においてうたわれている利益から逸脱することなく、示される構造および方法の代替例が採用され得ることを、当業者は以下の説明から容易に認識されよう。
【0026】
添付の図においては、同様の構成要素どうしおよび／または機能どうしが、同じ参照ラベルを有する場合がある。さらに、ダッシュと、同様の構成要素どうしの間を区別する第２のラベルとを参照ラベルの後に付けることによって、同じタイプの様々な構成要素が区別される場合がある。本明細書において第１の参照ラベルのみが使用されている場合には、その記述は、第２の参照ラベルとは関わりなく、同じ第１の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれの構成要素にも適用可能である。
【0027】
光の偏光
図１は、Ｚ軸に沿って進む電磁波としての光の異なるタイプの偏光を示す。電磁波は電界と磁界の両方の同期振動を含むが、図１は説明を容易にするために電界のみを示す。電界に垂直な配向を有する磁界が存在すると理解される。グラフ１００は、Ｘ軸に沿った振動を伴う「水平」偏光電磁波の伝播を示す。水平偏光は、
と表すことができる。グラフ１０２は、Ｙ軸に沿って振動する「垂直」偏光電磁波を示す。垂直偏光は、
と表すことができる。
図１は、Ｚ軸に沿って進む電磁波としての光の異なるタイプの偏光を示す。電磁波は電界と磁界の両方の同期振動を含むが、図１は説明を容易にするために電界のみを示す。電界に垂直な配向を有する磁界が存在すると理解される。グラフ１００は、Ｘ軸に沿った振動を伴う「水平」偏光電磁波の伝播を示す。水平偏光は、
【0028】
さらに、グラフ１０４は、電界の水平成分
１０８と電界の垂直成分
１１０との組合せとして表される直線偏光電磁界１０６を示し、２つの電界間に位相オフセットはない。このような直線偏光電磁波は、
と表すことができる。説明を容易にするために、電界の水平成分および垂直成分の大きさは等しく示されており、すなわちＥｘ＝Ｅｙであり、その結果、Ｘ軸とＹ軸との間の４５度の線に沿って振動する直線偏光をもたらす。電界の水平成分および垂直成分の大きさが等しくない場合、結果として得られる直線偏光電磁界１０６は、Ｘ軸およびＹ軸に対するａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）の角度を形成する線に沿って振動する。
【0029】
さらに、グラフ１２０は、電界１０６の水平成分と電界１１０の垂直成分との組合せとして表される円偏光電磁界１２２を示し、電界の２つの成分間に９０度の位相オフセットがある。円偏光電磁界１２２は、
と表すことができる。
【0030】
より一般的に言えば、異なる位相オフセットが適用されると楕円偏光電磁波が生成される。実際、正確には、「楕円」偏光は、
と表される電磁波を記述するために使用される最も一般的な用語である。「直線」偏光は、φが０の値をとる楕円偏光の特殊なケースとして見ることができる。「円形」偏光は、φが９０度の値をとる楕円偏光の特殊なケースとして見ることができる。
【0031】
図２および図３は、異なる表面から反射する光に対する偏光子の効果の例を示す図である。これらの例では、観察者は、水面下に石が沈められた、水で満たされたバットを含むシーンを観察する。図２００では、水平に配向された直線偏光子がシーンと観察者との間に配置されている。シーンからの光は、観察者の目に到達するために偏光子を通過しなければならない。水平方向の直線偏光子は、フィルタとして作用し、水平偏光を透過させるが、垂直偏光を除去する。明るい日には、観察者がシーンから見るものは、石から反射する光および水面から反射する光（すなわち、グレア）を含むことができる。一般的に言えば、光が表面に当たると、反射光波はその表面の角度に一致するように偏光される。したがって、水の表面などの高反射水平面は、主に水平偏光の光を生成する。図２００が示すように、水平に配向された偏光子は、水面から出てくるグレア（水平偏光）を遮断するのにほとんど何もしない。グレアは非常に強いので、水面下に沈められた石から反射する光を観察者が見ることは困難である。
【0032】
図３００では、同じ直線偏光子を９０度回転させて、今度は垂直に向けている。垂直配向直線偏光子は、フィルタとして作用し、垂直偏光を透過させるが、水平偏光を除去する。垂直配向直線偏光子は、水面からのグレア（水平偏光）を遮断する。グレアが除去されると、観察者は、水面下に沈められた石から反射する光を見ることができる。言い換えれば、今は、石は観察者に見える。したがって、図２００および図３００は、偏光の向きに応じて、光を遮断および／または通過させる偏光子の動作を示している。図２００および図３００には直線偏光子のみが示されているが、円偏光子または楕円偏光子などの他のタイプの偏光子もまた、偏光に基づいて光をフィルタリングするように動作することができる。
【0033】
ストークスベクトル
光ビームの偏光状態を特徴付けるストークスベクトルＳは、以下のように定義することができる。
光ビームの偏光状態を特徴付けるストークスベクトルＳは、以下のように定義することができる。
【0034】
ストークスベクトルＳは、強度ストークスパラメータＳ０および３つの偏光ストークスパラメータＳ１、Ｓ２、およびＳ３を含む４つの別個のストークスパラメータからなる。４つのストークスパラメータの各々は、６つの異なる偏光状態（ＳｏＰ）を表す６つの異なる偏光強度値のうちの１つまたは複数の特定の組合せとして表すことができる。６つのＳｏＰ強度値は、（１）ＩＨ、水平偏光方向に沿った（たとえば、図１のＸ軸に沿った）光の強度、（２）ＩＶ、垂直偏光方向に沿った（たとえば、図１のＹ軸に沿った）光の強度、（３）Ｉ＋４５、正の４５度直線偏光に沿った光の強度、（４）Ｉ－４５、負の４５度直線偏光に沿った光の強度、（５）ＩＲＨＣ、右旋円偏光に沿った光の強度、および（６）ＩＬＨＣ、左旋円偏光に沿った光の強度を含む。これらの６つの偏光強度値は、水平および垂直偏光軸に沿った光の電磁界の様々な複素振幅（およびそれらの複素共役）の乗算として表すことができる。ＩＨ、ＩＶ、Ｉ＋４５、およびＩ－４５を含む最初の４つの偏光強度値は、４つの直線偏光子を使用して測定することができる。さらに、ＩＲＨＣおよびＩＬＨＣを含む最後の２つの偏光強度値は、２つの円偏光子を使用して測定することができる。
【0035】
第１のストークスパラメータＳ０は、ＩＨ＋ＩＶとして表され、全体的な強度パラメータであり、光の総強度を表す。第２のストークスパラメータＳ１は、ＩＨ－ＩＶとして表され、垂直偏光にわたる水平偏光に沿った光の強度の相対強度の尺度である。第３のストークスパラメータＳ２は、Ｉ＋４５－Ｉ－４５として表され、負の４５度直線偏光にわたる正の４５度直線偏光に沿った光の強度の相対強度の尺度である。第４のストークスパラメータＳ３は、ＩＲＨＣ－ＩＬＨＣとして表され、左旋円偏光に対する右旋円偏光に沿った光の強度の相対強度の尺度である。ストークスベクトルＳおよび対応するストークスパラメータＳ０、Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３の他の表現がある。使用されるフォーマットが何であれ、ストークスベクトルＳは、光ビームの偏光状態を特徴付けるのに役立つ。
【0036】
偏光度の異なる尺度は、上述した様々なストークスパラメータの関数として表すことができる。全偏光度（ＤｏＰ）は、以下のように表すことができる。
【0037】
式１において、ＤｏＰは、強度ストークスパラメータＳ０の大きさと比較した、３つすべての偏光ストークスパラメータＳ１、Ｓ２、およびＳ３を組み合わせた大きさの比を表すことができる。
【0038】
直線偏光度（ＤｏＰＬ）は、以下のように表すことができる。
【0039】
式２において、ＤｏＰＬは、強度ストークスパラメータＳ０の大きさに対する、２つの直線偏光ストークスパラメータＳ１およびＳ２を組み合わせた大きさの比を表す。
【0040】
円偏光度（ＤｏＰＣ）は、以下のように表すことができる。
【0041】
式３において、ＤｏＰＣは、強度ストークスパラメータＳ０の大きさに対する円偏光ストークスパラメータＳ３の大きさの比を表す。これらの３つの異なるタイプの「偏光度」は、問題の光ビームが偏光（ＤｏＰ）、直線偏光（ＤｏＰＬ）、または円偏光（ＤｏＰＣ）される度合いを表す有用な尺度である。
【0042】
円偏光角（ＡｏＣＰ）は、以下のように表すことができる。
【0043】
図４は、光の異なる特性に基づいて取り込まれた画像４００、４０２および４０４の例を示す。図４において、画像４００は、従来の赤－緑－青（ＲＧＢ）画像を含むことができる。そのようなＲＧＢ画像は、画像４００の画素の間の３つの波長範囲、すなわち、それぞれ赤、緑、および青の色に関連する波長範囲の各々における光の強度の分布を表すことができる。したがって、ＲＧＢ画像は、シーンから受信した光の強度および波長特性に基づく画像である。
【0044】
さらに、画像４０２は、画像４０２の画素間の直線偏光度（ＤＯＬＰ）画像の分布を表すことができる。ここで、直線偏光度は、以下のように表される。
【0045】
式５において、ＤＯＬＰは、第２のストークスパラメータＳ１および第３のストークスパラメータＳ２を含む。なお、式５は、式２の直線偏光度（ＤｏＰＬ）とは若干異なる。それにもかかわらず、ＤＯＬＰ表現は、シーンから受信した光が直線偏光される程度の表現を提供する。画像４０４において、各画素の値は、その画素に関連する光のＤＯＬＰ値を測定することができる。ＤＯＬＰなどの偏光度の尺度は、光の反射に関する情報を抽出するのに特に有用である。たとえば、図４に示すように、画像４０２は、目の瞳孔領域（高反射性である）についての高いＤＯＬＰ値、ならびに目の表面上に見られるディスプレイの反射についての高いＤＯＬＰ値を含むことができる。
【0046】
画像４０４は、直線偏光角（ＡＯＬＰ）画像を含むことができる。ここで、直線偏光角は、以下のように表される。
ＡＯＰＬ＝ａｒｃｔａｎ（Ｓ２／Ｓ１）（式６）
ＡＯＰＬ＝ａｒｃｔａｎ（Ｓ２／Ｓ１）（式６）
【0047】
直線偏光の角度の尺度は、目の形状情報を計算するのに有用である（たとえば、さらなる計算アルゴリズムを使用して、目の球面形状を計算する）。ＲＧＢ画像４００、ＤＯＬＰ画像４０２、およびＡＯＬＰ画像４０４は、光の偏光の様々な測定値がシーンに関する様々なタイプの情報をどのように明らかにすることができるかの例を示す。
【0048】
偏光成分の抽出
ＤＯＬＰ画像４０２およびＡＯＬＰ画像４０４を得るために、画像センサは、入射光の非偏光成分から直線偏光成分を分離するための偏光子を含むことができる。画像センサはまた、直線偏光成分の強度の空間分布を取得してストークスパラメータＳ１およびＳ２を取得し、式４および式５に基づいてＤＯＬＰおよび／またはＡＯＬＰ画素値を生成するために、複数の光検出素子（たとえば、フォトダイオード）を含むことができる。偏光子は、たとえば、水平偏光を抽出して強度値ＩＨを得ることができ、垂直偏光を抽出して強度値ＩＶを得ることができ、４５度の直線偏光を有する光を抽出して強度値Ｉ＋４５およびＩ－４５を得ることができる。
ＤＯＬＰ画像４０２およびＡＯＬＰ画像４０４を得るために、画像センサは、入射光の非偏光成分から直線偏光成分を分離するための偏光子を含むことができる。画像センサはまた、直線偏光成分の強度の空間分布を取得してストークスパラメータＳ１およびＳ２を取得し、式４および式５に基づいてＤＯＬＰおよび／またはＡＯＬＰ画素値を生成するために、複数の光検出素子（たとえば、フォトダイオード）を含むことができる。偏光子は、たとえば、水平偏光を抽出して強度値ＩＨを得ることができ、垂直偏光を抽出して強度値ＩＶを得ることができ、４５度の直線偏光を有する光を抽出して強度値Ｉ＋４５およびＩ－４５を得ることができる。
【0049】
偏光子は、様々な技術を使用して実施することができる。１つの例示的な技術は、ワイヤグリッドに平行な偏光成分を反射／吸収しながら、ワイヤグリッドに直交する偏光成分を透過させることができる所定の配向を有するワイヤグリッドを使用することである。図５Ａは、ワイヤグリッド偏光子５００の一例を示し、ワイヤグリッド偏光子は、ワイヤグリッドを形成する垂直軸（たとえば、Ｙ軸）に沿って整列した金属ストリップ５０２などの平行な金属ストリップのアレイを含む。ワイヤグリッド偏光子５００は、入射光５０５の水平偏光成分５０４を透過し、垂直偏光成分５０６を反射／吸収することができる。ワイヤグリッド偏光子５００の平行な金属ストリップのアレイが水平軸（たとえば、Ｘ軸）に沿って整列している場合、ワイヤグリッド偏光子５００は、水平偏光成分５０４を反射／吸収しながら、垂直偏光成分５０６を透過することができる。結果として、ワイヤグリッド偏光子５００の金属ストリップのアレイの配向は、ワイヤグリッド偏光子を通過することができる偏光の偏光方向（たとえば、偏光状態）を制御することができる。
【0050】
画像センサは、強度測定のために異なる偏光方向（たとえば、水平偏光、垂直偏光、および、４５度および１３５度の直線偏光の光）の光を分離するために、各々が異なる配向を有する複数のワイヤグリッド偏光子を含むことができる。たとえば、図５Ｂを参照すると、画像センサは、Ｘ軸と平行なワイヤグリッド偏光子５１０、Ｙ軸と平行なワイヤグリッド偏光子５１２、ならびにＸ軸またはＹ軸と４５度の角度を形成するワイヤグリッド偏光子５１４および５１６を含むことができる。ワイヤグリッド偏光子５１０および５１２は、それぞれ、水平偏光および垂直偏光の光を通過させることができ、一方、ワイヤグリッド偏光子５１４および５１６は、それぞれ、４５度および１３５度の直線偏光の光を通過させることができる。
【0051】
図５Ａおよび図５Ｂのワイヤグリッド偏光子は、特定の偏光方向の光を選択的に透過させることによって異なる直線偏光成分を分離することができるが、他の偏光方向の光はワイヤグリッド偏光子によって吸収または反射される。そのような構成は、画像センサによって受光される光の総パワーを減少させ、画像センサの性能を低下させる可能性がある。たとえば、受信光パワーの減少に起因して、画像センサの信号対雑音比も減少し得る。これにより、特に周囲光が低い環境において、撮像動作がノイズの影響を受けやすくなる。
【0052】
偏光子を実現する別の例示的な技術は、複屈折結晶を使用することである。複屈折は、一般に、光の偏光および伝播方向に依存する屈折率を有する材料の光学特性を指す。複屈折性に基づいて、複屈折結晶は、偏光成分の直交状態を異なる屈折角で屈折させ、２つの光成分を画像センサの異なる光検出素子に投射することができる。画像センサは依然として入射光の全パワーを受け取ることができるので、画像センサの信号対雑音比を維持することができる。
【0053】
式７は、媒体の誘電率テンソルを示し、これは、以下の式に従って、電界Ｅと媒体内を伝搬する光の変位ベクトルＤとを関連付ける。
【0054】
図６Ａおよび図６Ｂは、偏光子としての複屈折材料（たとえば、複屈折性結晶）の２つの例を示す。媒質が等方性（たとえば、自由空間）である場合、媒質の誘電率は全方向で均一である。そのような場合、誘電率テンソル６００は単一のスケーラ値εになり得る。このような場合、電界Ｅの方向と変位ベクトルＤとは平行になる。しかし、異方性媒体では、誘電率は均一ではなく、異なる方向に異なる値を有することができ、誘電率は誘電率テンソル６００によって表すことができる。
【0055】
図６Ａは、光が自由空間と異方性媒体６０２との間を進むときの光の電界Ｅおよび変位ベクトルＤを示す。自由空間において、電界Ｅの方向と変位ベクトルＤは平行である。その結果、波面６０６に垂直な波法線方向６０４と、エネルギーの流れの方向である光線方向６０８とが平行になる。しかし、光が異方性媒体６０２内を進むとき、電界Ｅと変位ベクトルＤとの間の関係は誘電率テンソル６００によって定義され、電界Ｅは変位ベクトルＤと平行ではない。その結果、異方性媒体６０２内の波法線方向６０４および光線方向６０８も非平行になる。波面６０６が異方性媒体６０２を通って移動するにつれて、それは光線方向６０８に連続的に変位する。変位は、結晶であり得る異方性媒体６０２の対称軸に対する電界Ｅを表すｅベクトルの向きに依存する。
【0056】
いくつかの例では、異方性媒体６０２は、ＤおよびＥが平行である光軸６１０などの一方の軸を有する単軸結晶を含むことができる。単軸結晶の例としては、カルサイトおよびルチルが挙げられる。図６Ｂを参照すると、光がそのような結晶を通って進むとき、図６Ａの光軸６１０を含む結晶の主面内で振動する電界を有する第１の光成分は、屈折率ｎｅに従って屈折させることができる。第１の成分は、波法線方向６０４に対して斜めの光線方向６１２に沿って進むことができる。第１の光成分は、異常光線６１４であり得る。電界が主面に対して垂直に振動する第２の光成分は屈折率ｎｏに従って屈折することができ、光線方向は波法線方向６０４と平行である。第２の光成分は、常光線６１６であり得る。
【0057】
【0058】
式８において、ｎｅは異常光線に対する屈折率であり、ｎｏは通常光線に対する屈折率であり、一方、φは光軸（たとえば、光軸６１０）と結晶の表面法線との間の角度であり、これは結晶カットに依存する。常光線と異常光線との間の分離を最大にするために、光軸が表面法線に対して４５°に配向するように結晶を切断することができる。
【0059】
異常光線６１４および常光線６１６の電界の方向は互いに垂直であるため、異常光線６１４および常光線６１６は完全に直線偏光され得る。常光線および異常光線の相対強度は、主面に対する入射放射の直線偏光の向きを反映することができる。たとえば、入射光が、主面に平行な電界を有する直線偏光のみであれば、すべての入射光が異常光線として結晶を透過することができる。一方、入射光が主面に垂直な電界を有する直線偏光のみであれば、すべての入射光が常光線として結晶を透過することができる。したがって、複屈折の性質を利用して、異なる偏光方向の直交直線偏光を分離して画像センサの異なる光検出素子に投影することができ、直交直線偏光成分を入射光線の組成とすることができる。
【0060】
画像センサの一例
図７Ａは、偏光ならびに他の特性を有する光の測定を実行することができる画像センサ７００のためのセンサコントローラレイアウトの実施形態を示す。図７に示すように、画像センサ７００は、画素セル７０２ａを含む画素セル７０２のアレイを含むことができる。図７は単一の画素セル７０２のみを示しているが、実際の画素セルアレイ７０２は多くの画素セルを含むことができることが理解される。
図７Ａは、偏光ならびに他の特性を有する光の測定を実行することができる画像センサ７００のためのセンサコントローラレイアウトの実施形態を示す。図７に示すように、画像センサ７００は、画素セル７０２ａを含む画素セル７０２のアレイを含むことができる。図７は単一の画素セル７０２のみを示しているが、実際の画素セルアレイ７０２は多くの画素セルを含むことができることが理解される。
【0061】
画素セル７０２ａは、たとえば、フォトダイオード７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃ、７１２ｄを含む複数のフォトダイオード７１２と、１つまたは複数の電荷検出ユニット７１４と、１つまたは複数のアナログデジタル変換器７１６とを含むことができる。複数のフォトダイオード７１２は、入射光の異なる成分を電荷に変換することができる。各成分は、たとえば、偏光方向が異なる直交直線偏光、周波数範囲が異なる光成分等を含み得る。たとえば、フォトダイオード７１２ａ～７１２ｄは、主面に平行な電界を有する直線偏光、主面に垂直な電界を有する直線偏光、および主面から４５度の電界を有する偏光のそれぞれの強度を検出し得る。別の例として、フォトダイオード７１２ａおよび７１２ｂは、異なる２つの偏光方向の直交する２つの直線偏光の強度を検出することができ、フォトダイオード７１２ｃは、無偏光の可視光の強度を検出することができ、フォトダイオード７１２ｄは、赤外光の強度を検出することができる。１つまたは複数の電荷検出ユニット７１４の各々は、電荷蓄積デバイスと、フォトダイオード７１２ａ～７１２ｄによって生成された電荷を電圧に変換するためのバッファと、を含むことができ、電圧は１つまたは複数のＡＤＣ７１６によってデジタル値に量子化することができる。図７Ａは、画素セル７０２ａが４つのフォトダイオードを含むことを示しているが、画素セルは異なる数のフォトダイオード（たとえば、２、３など）を含むことができることが理解される。
【0062】
いくつかの例では、画像センサ７００はまた、照明器７２２、光学素子７２４のアレイ、撮像モジュール７２８、および検出コントローラ７４０を含むことができる。照明器７２２は、３Ｄ検出のために近赤外光を投射することができるレーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの近赤外照明器であってもよい。投影された光は、たとえば、構造化光、偏光、光パルスなどを含むことができる。光学素子７２４のアレイは、画素セル７０２ａを含む各画素セルの複数のフォトダイオード７１２ａ～７１２ｄ上に重ねられた光学素子を含むことができる。光学素子は、画素セル内のフォトダイオード７１２ａ～７１２ｄの各々によって受光される光の偏光／波長特性を選択することができる。
【0063】
さらに、画像センサ７００は、撮像モジュール７２８をさらに含む。撮像モジュール７２８は、２次元撮像動作を実行するための２次元撮像モジュール７３２と、３次元撮像動作を実行するための３次元撮像モジュール７３４とをさらに含むことができる。２次元撮像モジュール７３２は、ＲＧＢ撮像モジュール７３２ａおよび偏光撮像モジュール７３２ｂをさらに含むことができる。動作は、ＡＤＣ６１６によって提供されるデジタル値に基づくことができる。一例では、偏光撮像モジュール７３２ｂは、フォトダイオード７１２ａ～７１２ｄの各々からのデジタル値に基づいて、強度値ＩＨ、ＩＶ、Ｉ＋４５およびＩ－４５などの偏光測定情報を取得して、ストークスパラメータＳ１およびＳ２を決定し、次いで、式４および式５に基づいてＤＯＰおよび／またはＡＯＰ画素値を生成することができる。別の例では、ＲＧＢ撮像モジュール７３２ａは、各画素セルからのフォトダイオード７１２ｃからの可視入射光（偏光および無偏光を含むことができる）の強度値を決定し、その画素のＲＧＢ画素値を生成することもできる。さらに、３次元撮像モジュール７３４は、フォトダイオード７１２ｄからのデジタル値に基づいて３次元画像を生成することができる。画像センサ７００は、物体の２次元および３次元撮像を実行するように画像センサ７００の異なる構成要素を制御するための検出コントローラ７４０をさらに含む。
【0064】
図７Ｂは、画像センサ７００のセンサ光学レイアウトを示す。図７Ｂに示すように、画像センサ７００は、カメラレンズ７５０と、画素セル７０２ａを含む２次元画素セルアレイ７０２とをさらに含む。画素セル７０２ａは、スーパー画素として構成することができる。ここで、各「スーパー画素」は、近接する（すなわち、隣り合っている）サブ画素のＮｘＭアレイを含むことができるセンサデバイスを指し、各サブ画素は、特定の波長の光のエネルギーを信号に変換するためのフォトダイオードを有する。図７Ｂには、図７Ａのフォトダイオード７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃ、および７１２ｄをそれぞれ含むサブ画素Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３が示されている。
【0065】
光学素子７２４のアレイの一部とすることができるマイクロレンズ７５２などの共有光学素子は、シーンとフォトダイオード７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃ、および７１２ｄとの間に配置することができる。いくつかの例では、各スーパー画素は、それ自体のマイクロレンズを有してもよい。マイクロレンズ７５２は、カメラレンズ７０６よりもサイズが大幅に小さくてもよく、これは、画像フレーム全体の光を蓄積し、画素セルアレイ７０２に向ける役割を果たす。マイクロレンズ７５２は、フォトダイオード７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃ、および７１２ｄの間で共有されるという意味で「共有」光学素子である。マイクロレンズ７５２は、シーン内の特定の位置からの光をフォトダイオード７１２ａ～７１２ｄに導く。このようにして、スーパー画素のサブ画素は、シーンの同じスポットからの光を同時にサンプリングすることができ、各サブ画素は、画像フレーム内の対応する画素値を生成することができる。いくつかの例では、マイクロレンズ７５２は、複数の画素上に配置され、複数の画素によって共有されることもできる。画素セルアレイ７０２上には、カメラレンズ７５０と画素セルアレイ７０２のフォトダイオードとの間にあるマイクロレンズ７５２のアレイが存在することができる。
【0066】
図７Ｃは、いくつかの実施形態による、一露光期間中に画像センサ７００から生成される４つの画像フレーム間の関係を示す。一露光期間には、画素セルアレイ７０２で検出された光により、画像フレーム７６０ａ、７６０ｂ、７６０ｃ、７６０ｄが生成される。図７Ｂにおける画素セル７０２ａによって検出される光は、画素７６２ａ、７６２ｂ、７６２ｃ、および７６２ｄにおいて使用される。たとえば、画素７６２ａには、フォトダイオード７１２ａにより検出された光が用いられ、画素７６２ｂには、フォトダイオード７１２ｂにより検出された光が用いられ、画素セル７６２ｃには、フォトダイオード７１２ｃにより検出された光が用いられ、画素７６２ｄには、フォトダイオード７１２ｄにより検出された光が用いられる。画素７６２ａ、７６２ｂ、７６２ｃ、および７６２ｄは、画像フレーム７６０ａ～７６０ｄ内の同じ相対位置を有する。したがって、画素セルアレイ７０２のスーパー画素セルごとにＮｘＭ個のフォトダイオードがあるので、ＮｘＭ個の画像フレーム７６０を画素セルアレイ７０２の各露光から生成することができる。
【0067】
図８Ａ～図８Ｄは、図７Ｂの画素セル７０２ａなどの画素セルの一実施形態の追加の構成要素を示す。図８Ａは、画素セルの一実施形態の側面図である。図８Ｂは、画素セルの一実施形態の上面図である。図８Ｃは、マイクロレンズを使用して光を集束させる画素セルの一実施形態の側面図である。図８Ｄは、複屈折結晶の深さが入射光の光学部品の横方向分離にどのように影響するかを示す画素セルの一実施形態の側面図である。
【0068】
図８Ａに示すように、画素セルは、多層半導体センサデバイス８００として実装することができる。図８Ａに示す向きでは、受信光８０２は、画素セルの上部からマイクロレンズ７５２およびＺ軸に沿った様々な層を通って進み、センサデバイスの底部に位置する複数のサブ画素に到達する。多層半導体センサデバイス８００は、マイクロレンズ最上層８０４を含むマイクロレンズ７５２、マイクロレンズ下層８０６、酸化物層８０８、複屈折結晶８１０、サブ画素８１２ａおよび８１２ｂを含むサブ画素層８１２を含む複数の層を含む。いくつかの例では、サブ画素層８１２は、ディープ・トレンチ・アイソレーション（ＤＴＩ）８２２などの１つまたは複数のシリコンベースの絶縁構造を含むことができる。マイクロレンズ下層８０６は任意であり得る。いくつかの例では、センサデバイス８００は、サブ画素８１２ａおよび８１２ｂに入るために異なる波長の光を選択するために、マイクロレンズ下層８０６と複屈折結晶８１０との間にフィルタ（図示せず）を含むことができる。任意選択的に、センサデバイス８００は、サブ画素８１２ａおよび８１２ｂの集光効率を高めるために、吸収構造８１３（たとえば、８１３ａおよび８１３ｂ）の層を含むことができる。吸収構造８１３は、たとえば、逆ピラミッド構造を含むことができる。ＤＴＩ８２２と共に、吸収構造８１３は、シリコン内の有効光移動距離を増加させ、サブ画素８１２ａおよび８１２ｂによる光吸収を増強するために、全内部反射によってサブ画素８１２ａおよび８１２ｂ内に光エネルギーを捕捉することができる。
【0069】
複屈折結晶８１０は、光８０２における異なる偏光方向の直交直線偏光成分を分離し、サブ画素８１２ａ、８１２ｂに投影することができる。具体的には、光８０２が複屈折結晶８１０に入射することにより、光８０２の常光線成分８１４は、屈折率ｎｏに応じて複屈折結晶８１０によって屈折され、光８０２の異常光線成分８１６は、屈折率ｎｅに応じて複屈折結晶８１０によって屈折され得る。これにより、上記式８に基づいて、２つの光線成分の伝搬方向を角度θだけ分離することができる。常光線成分８１４は、サブ画素８１２ｂに伝播し、サブ画素８１２ｂによって測定されることができるのに対して、異常光線成分８１６は、サブ画素８１２ａに伝播し、サブ画素によって測定されることができる。このような配置により、サブ画素８１２ａおよびサブ画素８１２ｂは、直交直線偏光の強度を測定して、強度ＩＨおよびＩＶの測定値を提供することができる。
【0070】
いくつかの例では、画素セル７０２ａは、複屈折結晶８１０とサブ画素層８１２との間に挟まれた波長板８１９を含むことができる。波長板８１９は、光線成分８１４または８１６のうちの一方から直線偏光の状態を回転させることができる半波リターダとして作用することができ、これは、サブ画素８１２ａおよび８１２ｂによって測定されて、新しい直線偏光状態で新しい強度の測定値を提供することができる。
【0071】
また、画素セル７０２ａは、クロストークを低減するための絶縁構造を含んでいてもよい。たとえば、複屈折結晶８１０は、画素セル間のクロストークを低減するために、光が隣り合った画素セルの別の複屈折結晶８１０に伝播するのを防止するために、裏面金属化（ＢＳＭ）構造８２０などの１つまたは複数の金属ベースの絶縁構造を含むことができる。ＢＳＭ構造は、望ましくない反射を回避するために吸収性金属材料を含むことができる。さらに、ディープ・トレンチ・アイソレーション（ＤＴＩ）８２２は、サブ画素間のクロストークを低減するために、異なる偏光成分８１４および８１６がサブ画素８１２ａおよび８１２ｂ間を伝搬するのを防止することができる。ＤＴＩ８２２は、吸収構造８１３と共に、入射光の内部全反射を引き起こして、シリコン内の有効光移動距離を増加させ、サブ画素８１２ａおよび８１２ｂによる光吸収を高めることもできる。いくつかの例では、望ましくない光反射を低減するために、反射防止コーティングをＤＴＩに適用することができる。
【0072】
いくつかの例では、サブ画素間のクロストークをさらに低減するために、マイクロレンズ最上層８０４は、それらの目標サブ画素への異なる偏光成分の伝播を容易にするように成形することができる。図８Ａおよび図８Ｂは、マイクロレンズ最上層８０４のさらなる詳細を示す。図８Ｂは、サブ画素８１２ａおよび８１２ｂを含む半導体センサデバイス８００の上面図を示す。図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、マイクロレンズ最上層８０４は、頂点８３０において光軸８３２に垂直なマイクロレンズ最上層８０４の曲率の頂点８３０がサブ画素８１２ｂ上に重なるように、非対称曲率を有することができる。
【0073】
マイクロレンズ最上層８０４の非対称曲率は、光８０２を、頂点８３０の真下およびサブ画素８１２ｂの上の点８４０に向かって導く／集束させることができる。そのような配置は、常光線成分８１４および異常光線成分８１６を意図されたサブ画素（それぞれサブ画素８１２ｂおよび８１２ａ）に集束させる一方で、これらの光線成分を意図されていないサブ画素からそらすことができる。図８Ｃは、半導体センサデバイス８００内の光８０２およびその偏光成分の伝播を示す。図８Ｃに示すように、マイクロレンズ最上層８０４は、点８４０で複屈折結晶８１０に入るように光８０２ａ、８０２ｂ、および８０２ｃを導くことができる。光８０２ｂは、マイクロレンズ最上層８０４の曲率に垂直であり、頂点８３０でマイクロレンズ最上層８０４に入ることができる。その結果、光８０２ｂは屈折せず、マイクロレンズ最上層８０４を出た後に直進する。また、光８０２ｂは、垂直な入射角で複屈折結晶８１０にも入射し、複屈折結晶８１０は、常光線成分８１４ｂと光８０２ｂの異常光線成分８１６ａとを分離することができる。また、光８０２ｂの常光線成分８１４ｂは、サブ画素８１２ａに伝搬する代わりに、複屈折結晶８１０を直進してサブ画素８１２ｂに入射することができる。一方、異常光線成分８１６ｂは、常光線成分８１４ｂから、サブ画素８１２ｂではなくサブ画素８１２ａに向かって、上記の式８に基づいて角度θを形成する方向に伝播することができる。また、光８０２ａ、８０２ｃは、複屈折結晶８１０に対して異なる角度で入射し、これらの光の常光線成分８１４ａ、８１４ｃは、サブ画素８１２ａに伝搬する代わりに、屈折率ｎｏに基づきスネルの法則に従って、サブ画素８１２ｂに向かって（意図したように）複屈折結晶８１０により屈折させることができる。光８０２ａおよび８０２ｃの異常光線成分８１６ａおよび８１６ｃはまた、それぞれ常光線成分８１４ａおよび８１４ｃから角度θでサブ画素８１２ａに向かって伝播する。
【0074】
図８Ｄを参照すると、複屈折結晶８１０の深さ（Ｈによって表される）は、それぞれサブ画素８１２ｂおよび８１２ａにおける常光線成分８１４および異常光線成分８１６の入射点間の所望の横方向分離距離（ウォークオフ距離としても知られる）ｐに基づくことができる。具体的には、ウォークオフ距離ｐと、複屈折結晶８１０の深さＨと、屈折角θとは、以下の式に基づいて関連付けることができる。
ｐ＝Ｈ ｔａｎ（θ）（式９）
ｐ＝Ｈ ｔａｎ（θ）（式９）
【0075】
ウォークオフ距離ｐは、たとえば、サブ画素のピッチ、サブ画素の２つの中心点間の間隔などに基づいて決定することができる。屈折角θは、式８（以下に再現される）ならびにｎｅ（異常光線の屈折率）、ｎｏ（常光線の屈折率）、およびφ（光軸と結晶の表面法線との間）に基づいて決定することができる。
【0076】
屈折率ｎｏおよびｎｅは、以下のように、セルマイヤー式に従って光８０２の波長に基づいて決定することができる。
ｎｏ ２＝２．６９７０５＋０．０１９２０６４／（λ２－０．０１８２０）－０．０１５１６２４λ２（式１０）
ｎｅ ２＝２．１８４３８＋０．００８７３０９／（λ２－０．０１０１８）－０．００２４４１１λ２（式１１）
ｎｏ ２＝２．６９７０５＋０．０１９２０６４／（λ２－０．０１８２０）－０．０１５１６２４λ２（式１０）
ｎｅ ２＝２．１８４３８＋０．００８７３０９／（λ２－０．０１０１８）－０．００２４４１１λ２（式１１）
【0077】
以下の表は、異なる波長に対する異なる屈折率ｎｏおよびｎｅを記載している。
【0078】
グラフ８５０は、深さ（Ｈ）と屈折角（シータθ）との異なる組合せに対するウォークオフ距離ｐ（０から１．８ｕｍの間）の分布を示す。たとえば、１．８ｕｍのウォークオフ距離ｐは、１０ｕｍの深さＨおよび１０°の屈折角θで達成することができる。
【0079】
デバイス８００の複数の層およびその中に製造されるデバイスは、リソグラフィ、エッチング、堆積、化学機械平坦化、酸化、イオン注入、拡散などのような１つまたは複数の半導体処理技術を使用して共通の半導体ダイ上に構築される（たとえば、フォトダイオードが半導体基板内に形成される）。これは、層を別個の構成要素として構築し、次いで構成要素を位置合わせしてスタックに組み立てることとは対照的である。このような位置合わせおよび組み立ては、特にセンサデバイスの物理的寸法が１桁マイクロメートルの規模に縮小されるため、著しい精度および製造欠陥の問題を引き起こす可能性がある。多層半導体センサデバイス８００としてのスーパー画素の設計は、半導体製造技術によって制御されるように、サブ画素、波長フィルタ、複屈折結晶、およびマイクロレンズなどの構成要素を正確に位置合わせすることを可能にし、マイクロアセンブリに関連し得る位置ずれおよび不正確さの問題を回避する。
【0080】
図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃは、いくつかの実施形態による、画素セルのさらなる例を示す。図９Ａは、マイクロレンズの頂部および平坦部分の位置を示す画素セルの実施形態の上面図である。図９Ｂは、１つまたは複数の平坦部分を有するマイクロレンズを有する画素セルの一実施形態の側面図である。
【0081】
図９Ａでは、画素セル９００は、２つのサブ画素８１２ａおよび８１２ｂを含むことができ、マイクロレンズ９０２は、図８Ｃに示すように、サブ画素８１２ｂの真上の点で複屈折結晶８１０に入るように光を導くために、Ｘ軸に沿って非対称曲率、およびサブ画素８１２ｂの上の頂点９０４を有することができる。
【0082】
さらに、画素セル９１０は、４つのサブ画素８１２ａ、８１２ｂ、８１２ｃ、および８１２ｄを含むことができる。画素セル９１０上のマイクロレンズ９１２はまた、非対称曲率を有することができる。そのような例では、マイクロレンズ９１２は、Ｙ軸に沿って非対称曲率を有することもできる。図９Ｂは、Ｙ軸から見た画素セル９１０の断面図を示し、サブ画素８１２ｄはサブ画素８１２ｂと隣り合っている。図９Ｂに示すように、非対称曲率を有するマイクロレンズ最上層８０４は、サブ画素８１２ｂと８１２ｄとの間を分離するＤＴＩ８２２上ではなく、サブ画素８１２ｂ（たとえば、サブ画素８１２ｂの中心上）上の点９４０で複屈折結晶８１０に入るように光９２２ａ、９２２ｂ、および９２２ｃを導くことができる。図８Ｃにおけるように、これは、光９２２ａ、９２２ｂ、および９２２ｃのそれぞれの異常成分９２６ａ、９２６ｂ、および９２６ｃがサブ画素８１２ｄに入ることを可能にする一方で、光９２２ａ、９２２ｂ、および９２２ｃのそれぞれの常光線成分９２４ａ、９２４ｂ、および９２４ｃがサブ画素８１２ｂに入ることができる。いくつかの例では、マイクロレンズ最上層８０４は、最上層の他の部分と比較して曲率が低減された平坦部分９５０を有する円筒形状を有することができる。図８Ｃにおけるように、画素セル９１０は、クロストークを低減するために、サブ画素８１２ｂとサブ画素８１２ｄとの間、および画素間にＤＴＩ構造８２２を有することができる。
【0083】
図９Ｃは、画素セル９００および９０２の例示的なアレイを示す。たとえば、画素セル９００のアレイ内の各画素セルは、各画素セル９００のサブ画素８１２ｂが主面９２０／Ｙ軸に垂直なＥ界を有する常光線成分を測定することができ、各画素セル９００のサブ画素８１２ａが主面９２０に平行なＥ界を有する異常光線成分を測定することができるように、主面９２０の同じ向き（たとえば、Ｙ軸と平行である）を有することができる。別の例として、画素セル９０２のアレイにおいて、画素セル９０２は、主面９２０の異なる向きを有することができる。たとえば、画素セル９０２ａ、９０２ｄの主面９２０をＹ軸と整列させ、画素セル９０２ｂ、９０２ｃの主面９２０をＸ軸と整列させることができる。これにより、画素セル９０２ａ、９０２ｄのサブ画素８１２ｂ、８１２ｄは、Ｙ軸に垂直なＥ場を有する常光線成分を測定することができ、画素セル９０２ｂ、９０２ｃのサブ画素８１２ｂ、８１２ｄは、Ｘ軸に垂直（かつＹ軸に平行）なＥ場を有する異常光線成分を測定することができる。
【0084】
図９Ａおよび図９Ｂには示されていないが、軸上および軸外の場合に最良の変調伝達関数（ＭＴＦ）／分解能を得るために、画素サイズを画素セルアレイにわたって変えることができることが理解される。さらに、いくつかの例では、画素セルのいくつかは、偏光およびカラービジョンの両方のためのカラーフィルタを含むことができる。
【0085】
デバイスコンテキストおよびハードウェア
図１０は、スーパー画素およびサブ画素で構成されたユニットセルを含むものなど、本開示に記載された１つまたは複数の偏光センサアレイが展開され得るモバイルデバイス１０００を提示する。いくつかの例では、モバイルデバイス１０００は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）の形態であり得る。ＨＭＤは、単なる例示的な使用事例である。本開示の偏光センサアレイは、多種多様な他の状況で使用することができる。ＨＭＤ１０００によって提供される主な目的は、ユーザに媒体を提示することであってもよい。ＨＭＤ１０００によって提示される媒体の例は、１つまたは複数の画像、ビデオ、および／またはオーディオを含む。いくつかの例では、音声は、ＨＭＤ１０００、コンソール、またはその両方から音声情報を受信し、音声情報に基づいて音声データを提示する外部デバイス（たとえば、スピーカおよび／またはヘッドフォン）を介して提示される。ＨＭＤ１０００は、一般に、仮想現実（ＶＲ）ディスプレイとして動作するように構成される。いくつかの例では、ＨＭＤ１０００は、拡張現実（ＡＲ）ディスプレイおよび／または複合現実（ＭＲ）ディスプレイとして動作するように修正される。
図１０は、スーパー画素およびサブ画素で構成されたユニットセルを含むものなど、本開示に記載された１つまたは複数の偏光センサアレイが展開され得るモバイルデバイス１０００を提示する。いくつかの例では、モバイルデバイス１０００は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）の形態であり得る。ＨＭＤは、単なる例示的な使用事例である。本開示の偏光センサアレイは、多種多様な他の状況で使用することができる。ＨＭＤ１０００によって提供される主な目的は、ユーザに媒体を提示することであってもよい。ＨＭＤ１０００によって提示される媒体の例は、１つまたは複数の画像、ビデオ、および／またはオーディオを含む。いくつかの例では、音声は、ＨＭＤ１０００、コンソール、またはその両方から音声情報を受信し、音声情報に基づいて音声データを提示する外部デバイス（たとえば、スピーカおよび／またはヘッドフォン）を介して提示される。ＨＭＤ１０００は、一般に、仮想現実（ＶＲ）ディスプレイとして動作するように構成される。いくつかの例では、ＨＭＤ１０００は、拡張現実（ＡＲ）ディスプレイおよび／または複合現実（ＭＲ）ディスプレイとして動作するように修正される。
【0086】
ＨＭＤ１０００は、フレーム１００５およびディスプレイ１０１０を含む。フレーム１００５は、１つまたは複数の光学素子に結合される。ディスプレイ１０１０は、ユーザがＨＭＤ１０００によって提示されたコンテンツを見るために構成される。いくつかの例では、ディスプレイ１０１０は、１つまたは複数の画像からの光をユーザの目に向けるための導波路ディスプレイアセンブリを含む。
【0087】
ＨＭＤ１３００は、画像センサ１０２０ａ、１０２０ｂ、１０２０ｃ、１０２０ｄをさらに含む。画像センサ１０２０ａ、１０２０ｂ、１０２０ｃ、および１０２０ｄの各々は、異なる方向に沿った異なる視野を表す画像データを生成するように構成された画素セルアレイを含むことができる。そのような画像セルアレイは、本開示に記載の偏光センサアレイを組み込むことができる。たとえば、センサ１０２０ａおよび１０２０ｂは、Ｚ軸に沿った方向Ａに向かって２つの視野を表す画像データを提供するように構成されてもよく、センサ１０２０ｃは、Ｘ軸に沿った方向Ｂに向かって視野を表す画像データを提供するように構成されてもよく、センサ１０２０ｄは、Ｘ軸に沿った方向Ｃに向かって視野を表す画像データを提供するように構成されてもよい。
【0088】
いくつかの例では、ＨＭＤ１０００は、物理的環境に光を投射するための１つまたは複数のアクティブ照明器１０３０をさらに含むことができる。投影された光は、異なる周波数スペクトル（たとえば、可視光、赤外光、紫外光など）に関連付けられ得、様々な目的を果たすことができる。たとえば、照明器１０３０は、暗い環境（または、赤外光、紫外光などの強度が低い環境）に光を投影して、センサ１０２０ａ～１０２０ｄが暗い環境内の異なる物体の画像をキャプチャするのを支援し、たとえば、ユーザの位置追跡を可能にすることができる。照明器１０３０は、ロケーション追跡システムがマップ構築／更新のために物体を識別するのを支援するために、環境内の物体上にいくつかのマーカーを投影し得る。
【0089】
ＨＭＤ１０００は、内側に面する（たとえば、ユーザの目／瞳孔追跡のためのセンサ）センサ（たとえば、センサ１０２０と同様のセンサ）を含むことができる。
【0090】
図１１は、ＨＭＤ１０００の主要構成要素のいくつかの内部ビューを示すブロック図を提示する。図示するように、ＨＭＤ１０００は、１つまたは複数のディスプレイ１１１０、センサ１１２０ａ～１１２０ｄ、照明器１１３０、プロセッサ１１４０、およびメモリ１１５０などの構成要素を含むことができる。これらの構成要素は、１つまたは複数のネットワーキングまたはバスシステム１１６０を使用して相互接続することができる。プロセッサ１１４０は、プログラムされた命令を実行し、ディスプレイ１１１０、センサ１１２０ａ～１１２０ｄなどの他のコンポーネントの代わりに多種多様な計算タスクをサポートすることができる。図１１では単一のブロックとして示されているが、プロセッサ１１４０は、異なる位置に、かつ異なる構成要素内に分散されてもよい。たとえば、プロセッサ１１４０は、ストークスベクトルを推定するために偏光センサアレイに代わって計算を実行することができる。別の例として、プロセッサ１１４０は、推定ストークスベクトルに基づいてＤＯＰおよびＡＯＰなどの値を計算することができる。メモリ１１５０は、プロセッサ１１４０およびＨＭＤ１０００の他の構成要素の動作をサポートするデータの揮発性または不揮発性記憶を提供するために、たとえばＲＡＭ、ＲＯＭ、内部メモリなどの異なるタイプのメモリを構成することができる。
【0091】
例示的なプロセス
図１２は、偏光を検出するためのプロセス１２００の一実施形態のフローチャートを示す。プロセス１２００は、ステップ１２０４において、マイクロレンズを使用して光を屈折させて屈折光を生成することから始まる。たとえば、図８Ａのマイクロレンズ７５２は、複屈折結晶８１０および／またはサブ画素層８１２に光を集束させるために使用される。第１のフォトダイオード（たとえば、サブ画素８１２ｂ）は、第１の軸（たとえば、図８Ａのｘ軸）に沿って半導体基板（たとえば、サブ画素層８１２）である第２のフォトダイオード（たとえば、サブ画素８１２ａ）と隣り合って配置される。マイクロレンズは、第２の軸に沿って複屈折結晶の上に配置される（たとえば、マイクロレンズ７５２は、図８Ａのｚ軸に沿って複屈折結晶８１０の上に配置される）。第２の軸は、第１の軸と直交する。マイクロレンズは、第１の軸に沿って非対称曲率を有し、非対称曲率の頂点は、第２の軸に沿って第１のフォトダイオードの上に配置される（たとえば、頂点８３０は、図８Ａにおけるｚ軸に沿ってサブ画素８１２ｂの上にある）。
図１２は、偏光を検出するためのプロセス１２００の一実施形態のフローチャートを示す。プロセス１２００は、ステップ１２０４において、マイクロレンズを使用して光を屈折させて屈折光を生成することから始まる。たとえば、図８Ａのマイクロレンズ７５２は、複屈折結晶８１０および／またはサブ画素層８１２に光を集束させるために使用される。第１のフォトダイオード（たとえば、サブ画素８１２ｂ）は、第１の軸（たとえば、図８Ａのｘ軸）に沿って半導体基板（たとえば、サブ画素層８１２）である第２のフォトダイオード（たとえば、サブ画素８１２ａ）と隣り合って配置される。マイクロレンズは、第２の軸に沿って複屈折結晶の上に配置される（たとえば、マイクロレンズ７５２は、図８Ａのｚ軸に沿って複屈折結晶８１０の上に配置される）。第２の軸は、第１の軸と直交する。マイクロレンズは、第１の軸に沿って非対称曲率を有し、非対称曲率の頂点は、第２の軸に沿って第１のフォトダイオードの上に配置される（たとえば、頂点８３０は、図８Ａにおけるｚ軸に沿ってサブ画素８１２ｂの上にある）。
【0092】
ステップ１２０８において、マイクロレンズからの屈折光は、複屈折結晶を使用して第１の光成分と第２の光成分とに分離される。たとえば、光８０２の常光線成分８１４は、図８Ａにおける光８０２の異常光線成分８１６から分離される。複屈折結晶は、第２の軸に沿って第１のフォトダイオードおよび第２のフォトダイオードの上に位置している。たとえば、複屈折結晶８１０は、ｚ軸に沿ってサブ画素８１２ａ、８１２ｂの上に位置している。
【0093】
ステップ１２１２において、第１のフォトダイオードを使用して第１の光成分が検出される。たとえば、サブ画素８１２ｂは、図８Ａにおける光８０２の常光線成分８１４を測定する。
【0094】
ステップ１２１６において、第２のフォトダイオードを使用して第２の光成分が検出される。たとえば、サブ画素８１２ａは、図８Ａにおける光８０２の異常光線成分８１６を測定する。
【0095】
いくつかの実施形態では、第１の光成分は第１の直線偏光であり、第２の光成分は第２の直線偏光であり、第２の直線偏光は第１の直線偏光に直交し、マイクロレンズは光学素子の一部であり、本方法は、光学素子のアレイ（たとえば、図７Ａ～図７Ｃに関連して説明したように）を使用して画像フレームを生成することをさらに含み、光を成分に分離することは、入射光の常光線成分を第１の角度だけ屈折させることであって、第１の角度が常光線成分に関連する第１の屈折率に基づき、常光線成分が複屈折結晶の主面に垂直な第１の電界を有することと、入射光の異常光線成分を第２の角度だけ屈折させることであって、第２の角度が異常光線成分に関連する第２の屈折率に基づき、異常光線成分が複屈折結晶の主面に平行な第２の電界を有することと、入射光を第２の軸に沿って第１のフォトダイオードの上の複屈折結晶上の入射点に集束させることと、複屈折結晶と半導体基板との間の波長板を使用して偏光を回転させることと、および／または第２の軸に沿ってマイクロレンズと半導体基板との間のフィルタを使用して光の色をフィルタリングすることと、を含む。
【0096】
開示される技法は、人工現実システムを含むか、または人工現実システムに関連して実装され得る。人工現実は、ユーザへの提示の前に何らかの様式で調整された形式の現実であり、これは、たとえば、仮想現実（ＶＲ）、拡張現実（ＡＲ）、複合現実（ＭＲ）、ハイブリッド現実、あるいはそれらの何らかの組合せおよび／または派生物を含み得る。人工現実コンテンツは、完全に生成されたコンテンツ、またはキャプチャされた（たとえば、現実世界の）コンテンツと組み合わせられた生成されたコンテンツを含み得る。人工現実コンテンツは、ビデオ、オーディオ、触覚フィードバック、またはそれらの何らかの組合せを含み得、それらのいずれも、単一のチャネルまたは複数のチャネルにおいて提示され得る（観察者に３次元効果をもたらすステレオビデオなど）。さらに、いくつかの例では、人工現実はまた、たとえば、人工現実でコンテンツを作成するために使用される、および／または人工現実で使用される（たとえば、人工現実でアクティビティを行う）アプリケーション、製品、アクセサリ、サービス、またはそれらの何らかの組合せに関連付けられてもよい。人工現実コンテンツを提供する人工現実システムは、ホストコンピュータシステムに接続されたヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、スタンドアロンＨＭＤ、モバイルデバイスまたはコンピューティングシステム、あるいは、１人または複数の観察者に人工現実コンテンツを提供することが可能な任意の他のハードウェアプラットフォームを含む、様々なプラットフォーム上に実装され得る。
【0097】
本明細書のいくつかの部分は、情報に関する動作のアルゴリズムおよび記号表現に関して本開示の例について説明する。これらのアルゴリズム説明および表現は、データ処理技術分野の当業者が、他の当業者に自身の仕事の本質を効果的に伝えるために通常使用される。これらの動作は、機能的に、算出量的に、または論理的に説明されるが、コンピュータプログラムまたは等価な電気回路、マイクロコードなどによって実装されることが理解される。さらに、それはまた、一般性を失うことなく、動作のこれらの配置をモジュールとして参照するために、時には便利であることが証明されている。説明される動作およびそれらの関連するモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはハードウェアにおいて具現され得る。
【0098】
説明されるステップ、動作、またはプロセスは、１つまたは複数のハードウェアまたはソフトウェアモジュールで、単独でまたは他のデバイスとの組合せで実施または実装され得る。いくつかの例では、ソフトウェアモジュールは、コンピュータプログラムコードを含んでいるコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品で実装され、コンピュータプログラムコードは、説明されるステップ、動作、またはプロセスのいずれかまたはすべてを実施するためにコンピュータプロセッサによって実行され得る。
【0099】
本開示の例はまた、説明される動作を実施するための装置に関し得る。本装置は、必要とされる目的のために特別に構築され得、および／あるいは、本装置は、コンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的にアクティブ化または再構成される汎用コンピューティングデバイスを備え得る。そのようなコンピュータプログラムは、非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体、またはコンピュータシステムバスに結合され得る、電子命令を記憶することに適した任意のタイプの媒体に記憶される場合がある。さらに、本明細書で言及される任意のコンピューティングシステムは、単一のプロセッサを含み得るか、または増加された算出能力のために複数のプロセッサ設計を採用するアーキテクチャであり得る。
【0100】
本開示の例はまた、本明細書で説明されるコンピューティングプロセスによって製造される製品に関し得る。そのような製品は、コンピューティングプロセスから生じる情報を備え得、その情報は、非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体に記憶され、本明細書で説明されるコンピュータプログラム製品または他のデータ組合せの任意の例を含み得る。
【0101】
本明細書で使用される言い回しは、主に読みやすさおよび教授の目的で選択されており、その言い回しは、本発明の主題を画定または制限するために選択されていないことがある。したがって、本開示の範囲は、この詳細な説明によって限定されることは意図されておらず、これに基づく出願に対して発行されるあらゆる特許請求によって限定されることが意図されている。したがって、例の開示は、以下の特許請求の範囲に記載される本開示の範囲を例示するものであり、限定するものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】