(57)【要約】  本願の受動撮像システムは、受光レンズの受光側に第１及び第２の入力偏光子を含む。分割偏光子の第１半部分は入射光の垂直偏光を行ない、分割偏光子の第２半部分は入射光の水平偏光を行なう。第３の偏光子、すなわちインターリーブ偏光子は、撮像デバイスの画像面に隣接し、その画像面から近接して（１０ミクロン未満）離間している。インターリーブ偏光子は、交互になっているセクションが、入力偏光子（複数可）によって作られる視差の方向に沿って、垂直方向に偏光した光と水平方向に偏光した光とを通過させるように区分けされている。撮像装置の画像面に形成される、結果として生じる画像フレームも同様に区分けされており、画像のセクションは、垂直方向に偏光した光と水平方向に偏光した光との間で交替する。画像フレームが取り込まれると、その画像フレームは２枚の視差フレームに分けられ、２枚のフレームは、３Ｄ画像を形成するために組み合わせられる。【選択図】  図１
2013519120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像化されるべき光を受けるための、単一の光学軸を有する単一光学系と、
前記単一光学系を通過した光を受けるための撮像デバイスと、
光を第１の軸の方に偏光させ、前記単一光学系に送る第１の偏光構造体と、
光を第２の軸の方に偏光させ、前記単一光学系に送る第２の偏光構造体と、
複数のセクションを備え、前記セクションによって受けられた光を偏光させるための第３の偏光構造体であって、前記セクションが、交互に、光を前記第１の軸の方に偏光させ、光を前記第２の軸の方に偏光させることによって、前記撮像デバイスが、前記第１の偏光構造体と前記第２の偏光構造体とから同時に受けられる、画像化されるべき前記光のセクションを受ける、第３の偏光構造体と
を備える３次元撮像システム。
【請求項２】
前記第１の軸が前記第２の軸と直交している、請求項１に記載の３次元撮像システム。
【請求項３】
前記第１の軸が水平であり、前記第２の軸が垂直である、請求項１に記載の３次元撮像システム。
【請求項４】
前記単一光学系が単一レンズ系を備える、請求項１に記載の３次元撮像システム。
【請求項５】
前記第１の偏光構造体と、前記第２の偏光構造体とが、前記単一レンズ系の受光面に形成されている、請求項４に記載の３次元撮像システム。
【請求項６】
前記第３の偏光構造体が、前記撮像デバイスから１０ミクロン未満だけスペースがとられている、請求項１に記載の３次元撮像システム。
【請求項７】
前記第１の偏光構造体が第１の偏光子であり、前記第２の偏光構造体が第２の偏光子である、請求項１に記載の３次元撮像システム。
【請求項８】
前記第１の偏光構造体及び前記第２の偏光構造体が、単一偏光子の第１半部分及び第２半部分として形成されている、請求項１に記載の３次元撮像システム。
【請求項９】
前記第３の偏光構造体がワイヤグリッド偏光子構造体を備える、請求項１に記載の３次元撮像システム。
【請求項１０】
第１の偏光構造体を通過する光を第１の軸の方に偏光させ、前記光を、単一の光学軸だけを有する単一光学系を通過させるステップと、
第２の偏光構造体を通過する光を第２の軸の方に偏光させ、前記光を、前記第２の構造体から前記光学系を通過させるステップと、
前記単一光学系から受けた光における第１のセクションを前記第１の軸の方に偏光させ、前記単一光学系から受けた前記光における第２のセクションを前記第２の軸の方に偏光させることによって、透過のための前記単一光学系から受けた前記光を撮像デバイスに送るステップと、
前記単一光学系から受けた光における前記第１のセクションと前記第２のセクションとを交互にするステップであって、それによって、前記第１の偏光構造体からの光が、前記撮像デバイスにおける第１のセクションによって受けられ、前記第２の偏光構造体からの光が、前記撮像デバイスにおけるインターリーブされた第２のセクションによって受けられる、ステップと、
光の前記第１のセクションを表す第１の信号、及び、光の前記第２のセクションを表す第２の信号を生成するステップと、
前記第１の信号及び前記第２の信号を、第１の画像フレーム及び第２の画像フレームに分けるステップと、
前記第１の画像フレーム及び前記第２の画像フレームを３次元画像に組み合わせるステップと
を含む、３次元画像化のための方法。
【請求項１１】
画像化されるべき光を受けるための、単一の光学軸を有する単一光学系と、
前記光学系を通過した光を受けるための撮像デバイスと、
光を第１の軸の方に偏光させ、前記光学系に送る第１の偏光構造体と、
光を第２の軸の方に偏光させ、前記光学系に送る第２の偏光構造体と、
第１及び第２のインターリーブされた複数のセクションを備える第３の偏光構造体であって、前記第３の偏光構造体における前記第１のセクションが、前記第１の偏光構造体によって偏光された光を前記撮像デバイスに送り、また前記第３の偏光構造体における前記第２のセクションが、前記第２の偏光構造体によって偏光された光を前記撮像デバイスに送ることによって、前記撮像デバイスが、前記第１の軸の方に偏光された前記光のインターリーブされたセクションと、前記第２の軸の方に偏光された前記光のインターリーブされたセクションとを受ける、第３の偏光構造体と
を備える３次元撮像システム。
【請求項１２】
前記第１の軸が前記第２の軸と直交している、請求項１１に記載の３次元撮像システム。
【請求項１３】
前記第１の軸が水平であり、前記第２の軸が垂直である、請求項１１に記載の３次元撮像システム。
【請求項１４】
前記第３の偏光構造体が、前記撮像デバイスから１０ミクロン未満だけスペースがとられている、請求項１１に記載の３次元撮像システム。
【請求項１５】
前記単一光学系が単一レンズ系を備える、請求項１１に記載の３次元撮像システム。
【請求項１６】
前記第３の偏光構造体がワイヤグリッド偏光子構造体を備える、請求項１１に記載の３次元撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、３次元（３Ｄ）ビデオ信号を生成するための立体画像化に関し、より詳細には、偏光子及び単一レンズ系を用いてビデオ表示のための３次元信号を生成する受動的な画像ピックアップデバイス及び撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の単一レンズ３次元撮像システムでは、機械式チョッパー、電気光学式スイッチング素子などの能動デバイスが用いられる。これらの能動デバイスは、水平方向に離れてついている人間の目によって感知されるような視差情報を生み出すために、入射光の一部を選択的に通過又は遮断するのに用いられる。能動デバイスは、受けた光の第１の部分を通過させ第２の部分を遮断して、左目などの第１の点から見られることになる第１の画像フレームを生成するために第１の位置に動く。この能動デバイスは次に、受けた光の第２の部分を通過させ第１の部分を遮断して、右目などの第２の点から見られることになる第２の画像フレームを生成するために第２の位置に動く。２枚の連続した画像フレームが生成されるように視差フレームが順次作られ、画像のビデオ更新レート（ｖｉｄｅｏ  ｕｐｄａｔｅ  ｒａｔｅ）は２分の１に低減する。遅くなった更新レートは、ビデオコンテンツにおける望ましくない不自然な動きをまねく場合がある。
【発明の概要】
【０００３】
本願の撮像システムでは、視差情報は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）アレイ素子などの単一の電子撮像デバイスと、入力偏光構造体に組み合わせられた単一レンズ系とを用いて、受動的に取り込まれる。入力偏光構造体は、例えば左側である、第１の側から入力偏光構造体に入る光が第１の軸の方に偏光し、例えば右側である、第２の側から入力偏光構造体に入る光が第２の軸の方に偏光するように、レンズ系の前に配置されている。単一レンズ系と撮像デバイスとの間にはさらなる偏光構造体が配置されており、このさらなる偏光構造体は、交互になっている第１の偏光軸と第２の偏光軸とを有する、垂直方向の列又は水平方向の行などの、偏光子におけるセクションを有する。撮像デバイスの画像面に届く光は、インターリーブされており、入力偏光構造体の左側から「見られた」光と、入力偏光構造体の右側から「見られた」光とがそれぞれ、交互になっているセクションからなる。それぞれの画像フレームは、２枚の視差フレームに分けられ、一方は入力偏光構造体の左側から見られたものであり、また一方は入力偏光構造体の右側から見られたものであって、結果として生じる２枚の視差フレームは、立体映像技術を用いて３次元的に画像化される。
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、３次元撮像システムが提供され、この３次元撮像システムは、画像化されるべき光を受けるための、単一の光学軸を有する単一光学系と、単一光学系を通過した光を受けるための撮像デバイスと、第１、第２、及び第３の偏光構造体とを備える。第１の偏光構造体は、光を第１の軸の方に偏光させ、単一光学系に送る。第２の偏光構造体は、光を第２の軸の方に偏光させ、単一光学系に送る。第３の偏光構造体は、受けた光を偏光させるための複数のセクションを備える。好ましくは、これらのセクションは、交互に、光を第１の軸の方に偏光させ、光を第２の軸の方に偏光させることによって、撮像デバイスは、第１の偏光構造体と第２の偏光構造体とから同時に受けられる、画像化されるべき光のセクションを受ける。
【０００５】
第３の偏光構造体は、ワイヤグリッド偏光子構造体を備えることができる。
【０００６】
第１の軸は、第２の軸と直交していてもよい。第１の軸は水平でもよく、第２の軸は垂直でもよい。
【０００７】
単一光学系は、単一の光学レンズ系を備えることができる。
【０００８】
第３の偏光構造体は、撮像デバイスから１０ミクロン未満だけスペースがとられていてもよい。
【０００９】
第１の偏光構造体と、第２の偏光構造体とは、単一レンズ系の受光面に形成されていてもよい。
【００１０】
第１の偏光構造体は第１の偏光子でもよく、第２の偏光構造体は第２の偏光子でもよい。
【００１１】
第１の偏光構造体及び第２の偏光構造体は、単一偏光子の第１半部分及び第２半部分として形成されていてもよい。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、３次元画像化のための方法が提供され、この方法は、第１の偏光構造体を通過する光を第１の軸の方に偏光させ、その光を、単一の光学軸だけを有する単一光学系を通過させるステップと、第２の偏光構造体を通過する光を第２の軸の方に偏光させ、その光を、第２の偏光構造体から光学系を通過させるステップとを含む。この方法は、単一光学系から受けた光における第１のセクションを第１の軸の方に偏光させ、単一レンズ系から受けた光における第２のセクションを第２の軸の方に偏光させることによって、透過のための単一光学系から受けた光を撮像デバイスに送るステップと、単一光学系から受けた光における第１のセクションと第２のセクションとを交互にするステップであって、それによって、第１の偏光構造体からの光が、撮像デバイスにおける第１のセクションによって受けられ、第２の偏光構造体からの光が、撮像デバイスにおけるインターリーブされた第２のセクションによって受けられる、ステップとをさらに含むことができる。また、この方法は、光の第１のセクションを表す第１の信号、及び、光の第２のセクションを表す第２の信号を生成するステップと、第１の信号及び第２の信号を、第１の画像フレーム及び第２の画像フレームに分けるステップと、第１の画像フレーム及び第２の画像フレームを３次元画像に組み合わせるステップとを含むこともできる。
【００１３】
本発明の第３の態様によれば、３次元撮像システムが提供され、この３次元撮像システムは、画像化されるべき光を受けるための、単一の光学軸を有する単一光学系と、単一光学系を通過した光を受けるための撮像デバイスと、第１、第２、及び第３の偏光構造体とを備える。第１の偏光構造体は、光を第１の軸の方に偏光させ、光学系に送る。第２の偏光構造体は、光を第２の軸の方に偏光させ、光学系に送る。第３の偏光構造体は、第１及び第２のインターリーブされた複数のセクションを備える。第３の偏光構造体における第１のセクションは、第１の偏光構造体によって偏光された光を撮像デバイスに送り、また第３の偏光構造体における第２のセクションは、第２の偏光構造体によって偏光された光を撮像デバイスに送る。撮像デバイスは、第１の軸の方に偏光された光のインターリーブされたセクションと、第２の軸の方に偏光された光のインターリーブされたセクションとを受ける。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本願の撮像システムにおける例示的実施形態を概略的に示す図である。
【図２】本願の撮像システムのための偏光構造体として用いることができるワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）の斜視図である。
【図３】カメラチップの画像面に偏光構造体を位置合わせして固定することができる構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願の撮像システムでは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳアレイ素子などの単一の電子撮像デバイスと、偏光構造体に組み合わせられた単一レンズ系とを用いて、視差情報が受動的に取り込まれる。より具体的には、レンズ系の前に入力偏光子が配置されている。２つの入力偏光子、又は、それぞれが単一偏光子の約半分である、２つの異なる偏光部分に分けられた単一の偏光子を用いることができる。第１の偏光子、又は、単一偏光子における左側等の第１の側に入る光は、例えば垂直軸である、第１の軸の方に偏光する。第２の偏光子、又は、単一偏光子における右側等の第２の側に入る光は、例えば水平軸である、第２の軸の方に偏光する。
【００１６】
単一レンズ系と撮像デバイスとの間には、さらなる偏光構造体が配置されている。この第３の偏光構造体、すなわちインターリーブ偏光構造体は、交互になっている偏光軸を有する、偏光子のセクションからなる。すなわち、偏光子全体にわたって、第１のセクションは第１の軸の方（垂直）に偏光させ、第２のセクションは第２の軸の方（水平）に偏光させ、第３のセクションは第１の軸の方（垂直）に偏光させ、第４のセクションは第２の軸（水平）の方に偏光させ、以下同様となる。このようにして、撮像デバイスの画像面に届く光は、単一の入力偏光子が用いられる場合には、その単一の入力偏光子の左側から「見られた」光と、その単一の入力偏光子の右側から「見られた」光とがそれぞれ、交互になっているセクションからなるように同時にインターリーブされる。取り込まれたそれぞれの画像フレームは、２枚の視差フレームに分けられ、一方は入力偏光子の左側から見られたものであり、また一方は入力偏光子の右側から見られたものであって、結果として生じる２枚の視差フレームは、従来の立体映像技術を用いて３次元的に画像化される。単一の画像から視差フレームが作られるため、画像のビデオ更新レートは低減しない。
【００１７】
図１には、本願の撮像システム１００における例示的実施形態が概略的に示されている。入力偏光子１０２は、この例示的実施形態では単一レンズ系１０４を備える、単一の光軸を有する受光単一光学系の受光側に位置している。単一レンズ系１０４は、単レンズ、色収差を補正した二重レンズ、又は、複合レンズを備えることができ、この複合レンズは、例えば、マクロレンズ、ダブルガウス、又は、Ｃａｒｌ  ＺｅｉｓｓのＶａｒｉｏ−Ｓｏｎｎａｒレンズなどの他のマルチエレメントレンズである。単一レンズ系１０４は、別の光学軸を有する２つの異なるレンズは含まない。この単一光学系は、単一の光軸だけを含むため、別々の光の部分が２つの異なる位置合わせ不良の光軸に沿って伝わる場合に生じ得る位置合わせ誤差を補正する必要がない。以下に説明されるように、入力偏光子は、単一レンズ系の入力面に直接形成することができる。入力偏光子１０２の第１半部分１０２Ａ（又は、第１の偏光子）は、第１の軸の方に入射光の偏光を行なう。図示されているように、第１半部分１０２Ａは、偏光子１０２の左側にあり、第１の偏光軸は、垂直軸Ｖである。入力偏光子１０２の第２半部分１０２Ｂ（又は、第２の偏光子）によって受けられる入射光の偏光は、第２の軸の方に、好ましくは第１の軸に直交するように偏光する。図示されているように、第２半部分１０２Ｂは、偏光子１０２の右側にあり、第２の偏光軸は、水平軸Ｈである。偏光子１０２の第１半部分１０２Ａ及び第２半部分１０２Ｂにおける近接して離間するラインは、偏光の向きを示す。
【００１８】
レンズ系１０４と撮像デバイス１０８の間にはインターリーブ偏光子１０６（又は、第３の偏光子）が設けられており、このインターリーブ偏光子１０６は、撮像デバイス１０８の画像面に隣接し、この画像面から近接して（１０ミクロン未満）離間している。撮像デバイス１０８は、上記で示されているように、ＣＣＤデバイスでもよく、又はＣＭＯＳデバイスでもよい。本願の撮像システムには様々な撮像デバイスを用いることができるが、市販されている好適なデバイスの２つは、ＯｍｉｖｉｓｉｏｎのＯＶ２７１０と、ＳｏｎｙのＩＭＸ０１７ＣＱＥである。インターリーブ偏光子１０６は、交互になっているセクションの偏光子が、垂直方向及び水平方向に偏光した光を通過させるように構成された偏光子である。この例示的実施形態では、偏光子のセクションは垂直方向の列である。しかし、偏光子のセクションは、水平方向の行でもよいことが意図されている。例えば、偏光子１０６における奇数番号のセクション１０６Ａは、垂直方向に偏光した光を通過させることができる一方で、水平方向に偏光した光を効果的に遮断することができ、偏光子１０６における偶数番号のセクション１０６Ｂは、水平方向に偏光した光を通過させることができる一方で、垂直方向に偏光した光を効果的に遮断することができる。図１の奇数セクション１０６Ａ及び偶数セクション１０６Ｂにおける近接して離間するラインは、偏光の向きを示す。
【００１９】
画像化されるべき景色からの光が、入力偏光子１０２、単一レンズ系１０４、及びインターリーブ偏光子１０６を通過すると撮像デバイス１０８の画像面に形成される画像フレームは、垂直方向に偏光した光と、水平方向に偏光した光とによって、本実施形態ではインターリーブされた垂直セクションである、インターリーブセクションにおいて生成される画像データのセクションからなる。上記で説明されているように、例えば、画像における奇数セクション、すなわち、図示されている実施形態における奇数列は、（入力偏光子１０２の第１半部分１０２Ａから受けた）垂直方向に偏光した光からなる画像であり、画像における偶数セクション、すなわち、図示されている実施形態における偶数列は、（入力偏光子１０２の第２半部分１０２Ｂから受けた）水平方向に偏光した光からなる画像である。画像フレームが取り込まれると、その画像フレームは、従来の画像処理ソフトウェアを用いて２枚の画像フレーム１０８Ａ、１０８Ｂに分けられ、一方は、入力偏光子の第１半部分１０２Ａから画像化された垂直方向に偏光した光であり、また一方は、入力偏光子の第２半部分１０２Ｂから画像化された水平方向に偏光した光である。結果として生じる２枚のフレーム１０８Ａ、１０８Ｂは、従来の立体映像技術を用いて組み合わせられて３次元画像フレーム１０８Ｃを形成する。
【００２０】
本願の撮像システムは小型であり、通常のレンズ又はカメラシステムと基本的に同じサイズであるが、３次元画像の取り込みを可能にしている。偏光構造体を取り外すと、レンズ又はカメラシステムは、解像度の向上した非３次元動作に戻ることができる。
【００２１】
インターリーブ偏光子１０６は、ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を用いて作ることができる。リソグラフ技術及び微細加工技術の進歩は、金属ラインの加工を、標準的な技術を用いて１００ｎｍのオーダーで可能にした。これらの寸法の金属ラインを作る能力によって、可視光スペクトルの偏光を可能にするのに十分に小さいスケールで偏光構造体を製造することが可能となる。周期、デューティサイクル、厚さ、及び金属の種類を調節することによって、ＷＧＰは、高い効率で光を偏光させることができる。
【００２２】
ＷＧＰ格子のサイズを決めるための計算は、テキサス州アレンのＧｒａｔｉｎｇ  Ｓｏｌｖｅｒ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能な厳密結合波解析プログラム（ｗｗｗ．Ｇｓｏｌｖｅｒ．ｃｏｍ参照）を用いて行なうことができる。ＷＧＰ格子を形成するためには、可視スペクトル全体（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）にわたって高透過の偏光子として働くように、細い金属線が別のガラス素子などのガラスの上に、例えばナノリソグラフィーを用いて形成される。また、ＷＧＰ格子は、ガラス上の金属蒸着と、その後の集束イオンビームミリングによって形成されてもよい。
【００２３】
本願のインターリーブ偏光子１０６に対する許容可能なＷＧＰ格子のサイズを見いだすために、ラインの周期と厚さが、最大透過が達成されるまでデューティサイクル５０％で変更された。次に、スペクトルにわたって偏光子の応答をさらに平坦にするために、デューティサイクルが調整された。さらに、イオンミリングによる加工時間を低減するために厚さが最小にされた。次のパラメータ、すなわち、周期−１５０ｎｍ、アルミニウムの厚さ−１３０ｎｍ、デューティサイクル−３０％金属、７０％オープン、及び、図２に示されている長方形の特徴が得られ、図２では、ガラスＧの上に形成されたアルミニウムラインＬが例示されている。
【００２４】
屈折率のばらつき、ラインの不均一性、基板の材料、及び、他の加工誤差によって、ＷＧＰ格子の性能が損なわれる場合がある。ライン幅が小さいため、全体的な性能を決める際には、破片（ｄｅｂｒｉｓ）及び加工誤差が重要である。しかし全体的には、広い入射角を有するこのような広範なスペクトル帯にわたって偏光子を作る能力は、この技術の有利な側面である。
【００２５】
さらに、偏光子のコントラストをより向上させるために、金属ラインにグレーデッドインデックス構造が加えられてもよい。さらに多くの情報については、以下の参考文献を参照されたい。
「Ｗｉｒｅ−ｇｒｉｄ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｇｒａｔｉｎｇｓ  ｕｓｅｄ  ａｓ  ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  ｂｅａｍ  ｓｐｌｉｔｔｅｒ  ｆｏｒ  ｖｉｓｉｂｌｅ  ｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｉｎ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ」、Ｍ．Ｘｕ、Ｈ．Ｐ．Ｕｒｂａｃｈ、Ｄ．Ｋ．Ｇ  ｄｅ  Ｂｏｅｒ、及びＨ．Ｊ．Ｃｏｒｎｅｌｉｓｓｅｎ、２００５年４月４日／Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．７／ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ  ２３０５
「Ｔｈｅ  ｆａｃｉｌｅ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｗｉｒｅ−ｇｒｉｄ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  ｂｙ  ｒｅｖｅｒｓａｌ  ｒｉｇｉｆｌｅｘ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ」、Ｔａｅ−ｉｌ  Ｋｉｍ及びＳｏｏｎ−ｍｉｎ、２００９年  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ２０  １４５３０５  （６ページ）
「Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｂｉｆａｃｉａｌ  ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｗｉｒｅ−ｇｒｉｄ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ  ｗｉｔｈ  ｎａｎｏ−ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｏｆ  ａ  ｇｒａｄｅｄ  ｍｅｔａｌ−ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｌａｙｅｒ」、Ｊｏｎｇ  Ｈｙｕｋ  Ｌｅｅ、Ｙｏｕｎｇ−Ｗｏｏ  Ｓｏｎｇ、Ｋｙｕ  Ｈ．  Ｈｗａｎｇ、Ｊｏｏｎ−ｇｕ  Ｌｅｅ、Ｊａｅｈｅｕｎｇ  Ｈａ、及びＤｏｎｇ−Ｓｉｋ  Ｚａｎｇ、Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ、Ｖｏｌ．  １６、Ｉｓｓｕｅ  ２１、１６８６７〜１６８７６ページ
【００２６】
上記に対する変形形態は、偏光間のコントラストを向上させるための手段として知られている。偏光子構造におけるそれらの変形は、所与の用途に対して適宜用いることができる。
【００２７】
インターリーブ偏光子１０６は、上記で説明された設計を用いて、撮像デバイスにおけるそれぞれのピクセルセクションに対する、交互になっているセクションにおいて作られている。任意の２つの隣接セクションの金属ラインは、互いに対して垂直に延びている。現在のところ、２．５〜３ミクロンのピクセル幅が、セクション幅のサイズとして考えられている。小さいピクセル／セクション幅のサイズは、加工を容易にするために偏光子部分の最終サイズを最小にするためのものである。
【００２８】
上記で示されているように、インターリーブ偏光子１０６の金属ラインをガラス上に加工するために集束イオンビームミリングを用いることも可能である。イオンビームミリングは、様々な材料に５０ｎｍ未満の機構部分を刻むことができ、最初の加工用に直接フィードバック加工手法（ｄｉｒｅｃｔ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ａｐｐｒｏａｃｈ）を提供する。ＦＥＩのＨｅｌｉｏｓ  ＮａｎｏＬａｂ６００集束イオンビームミリング機／走査型電子顕微鏡（ＦＩＢ／ＳＥＭ）を加工用に用いることができる。アルミニウムが約１３０ｎｍの適切な厚さで堆積した、アルミニウムでコーティングされたガラス基板を用いることができる。イオンビームミリングプロセスによってアルミニウム材料がガラス基板から除去され、それによって、残りのアルミニウム金属のラインが、偏光子の金属ラインを画定する。スティッチング誤差は、ソフトウェアにおいて対処される必要があり、２００ミクロンのフィールドから２００ミクロンのフィールドへの位置合わせがチップ全体にわたって維持され、あるセクションが次のセクションに「ドリフト」しないように調節される必要がある。最終的には、高品質のマスターを用いるナノリソグラフィーのプロセスが、低コストの生産用に用いられてもよい。
【００２９】
画像面にインターリーブ偏光子を位置合わせして固定する厳密な構造は、撮像デバイスに依存することになる。図３に関しては、撮像デバイス１０８はＣＣＤ１２２を備えている。ＣＣＤ１２２のカバーガラス１２０は、アルゴン又は窒素などの不活性ガスの中で取り除かれる。インターリーブ偏光子１２４は、金属ライン側がＣＣＤの焦点面に対向する状態で配置される。インターリーブ偏光子１２４は、偏光子の背面を通したピクセル面の顕微鏡検査によって位置合わせされる。偏光子１２４とアクティブＣＣＤの焦点面との間の（１０ミクロン未満の）短い隔離距離を作るために、ＦＩＢミリングの前に、二酸化ケイ素又はシルガード（Ｓｙｌｇａｒｄ）（ＰＤＭＳ）の隔離機構部分１２６が、偏光子１２４の縁に堆積することになる。これらのパッドは、ＣＣＤにガラスを位置合わせするのに適切な高さの台状部分を提供することになる。これらの機構部分１２６は、アクティブなピクセル領域の端の所で、ガラス１２０をＣＣＤのシリコン面１２８に位置合わせすることになる。ガラス１２０は、所定の位置にそろえられ、位置合わせされると、エッジ接合によって恒久的にＵＶ硬化されることになる。
【００３０】
単一レンズ系１０２の前にある入力偏光子１０２は、薄膜プロセス又はワイヤグリッド技術で作ることができる。しかし、ワイヤグリッド技術は、大きいレンズに対してはコストがかかりすぎる場合がある。ワイヤグリッド偏光子は、わずかな間隔を有する、極めて小さい精緻な金属ラインを有している。これらのラインを、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍである、大きい面積のレンズに配置することは、イオンミリング、又は他のリソグラフィーを用いて行なうことにコストがかかる場合がある。少なくとも初めの実施形態に向けては、単一レンズ系とは別のガラスにおける薄膜の方が、より可能性のある偏光子となる。偏光子１０２におけるそれぞれの半部分間の移行領域は、どちらの状態にも偏光しない光の透過を排除するための、（１００ミクロン未満の）小さい明瞭でない垂直ラインと考えられる。
【００３１】
本願の撮像システムが詳細に説明されたこと、及び具体的な実施形態の参照により、添付の特許請求の範囲において定義されている本発明の範囲から逸脱することなく改変及び変更が可能であることが明らかとなろう。本願の撮像システムは可視光に関して説明されているが、赤外線、紫外線、また、それどころかＸ線領域のスペクトルなどの、「光」スペクトルにおける他の周波数領域で動作する撮像システムが、本願の教示を用いて考えられている。偏光子を構築することができ、放射された物を受けるための撮像装置があれば、放射された物の波長に関わらず３Ｄ画像を取り込むことが可能である。したがって、「光」は、本明細書で用いられる場合、可視スペクトルに限定されるようには考えられていない点を理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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