索尼的半導體制造和索尼半導體解決方案部門在“IEDM 2016”上發表論文演講，介紹了新型背照式CMOS傳感器（BSI）。該傳感器的特點是配備了偏振元件（polarizar）。在普通偏振相機上，成像元件和偏振元件是各自獨立的，有的把偏振元件設在位于BSI受光部（PD：Photo Ditector）上方的片上透鏡（On-chip lens）與該透鏡上方的外置保護玻璃之間。而此次發布的BSI則是在PD的上方設置用金屬線柵制作的偏振元件，實現了單芯片化。
由此可以實現比以往更小、成本更低的偏振相機。
偏振相機的代表性用途有兩個。一是監控攝像頭，拍攝人的肉眼看不到的場所。例如太陽光會在汽車前擋風玻璃上產生鏡面反射，反射光會導致肉眼看不清駕駛席的情況，而偏振相機仍能清晰拍攝。前擋風玻璃鏡面反射的光與車內人物反射的光具有不同的偏振狀態，只將前擋風玻璃反射的光分離出來，就可以拍攝車內的情況。
另一個用途是三維測量。通過捕捉測量對象表面反射光的偏振狀態，就可以更加精細地拍攝到物體表面的凹凸。不過，用偏振相機只能分辨出位移量，并不能分辨與物體之間的距離的絕對值。因此，要想知道距離，同時還要使用立體攝像頭那樣的距離傳感器。
研究人員認為，此次試制的攝像元件還可用于上述以外的用途。在IEDM上發表論文也是為了探索新的應用。
左為以往產品，右為此次試制品的結構（圖片來自IEDM，由索尼集團制作）
還抑制重影
偏振元件是一種只讓特定偏振狀態的光透過而把其他光全部反射出去的濾鏡。試制攝像元件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）。
索尼在演講中強調，作為偏振相機（傳感器）指標的透射率和“消光比”都沒有問題。消光比方面，在400nm——700nm波段實現了比以往偏振相機更高的消光比。此外還具有靈敏度和消光比對入射角依存度低等優點。
另外，還克服了拍攝的影像中映入了偏振元件的課題（“鬼影”）。偏振相機中，偏振元件的反射光會反射到其上方的鏡頭上，然后再反射到該元件上。因此拍攝的影像中會映出偏振元件。為此，此次作為偏振元件的金屬線柵的上方另外設置了防反射層，使來自該元件的反射光不射入鏡頭。由此大大降低了偏振元件造成的鬼影問題。
左為4種偏振元件。右為偏振元件發揮功能的線柵和抑制鬼影的防反射層（圖片來自IEDM，由索尼集團制作）
試制320萬像素產品
索尼在演講中還公布了試制品的規格和彩色的影像樣品。試制品為1/2.8型320萬（水平2065×垂直1565）像素，像素尺寸為2.5μm見方。幀速為120幀/秒。透射率63.3％，消光比為85，使靈敏度減半的入射角在垂直和水平方向上均為30度。采用90nm的制造工藝制造。線柵的周期為150nm。
影像樣品拍攝的是一個透明的盒子以及盒子里的物品。展示了2種影像，一種是仍保留著盒子上反射出的盒子內外物品的影子，另一種影像中則消除了反射。（記者：根津禎）
透明的盒子及盒子里的物品。左邊的影像中，盒子上留著反射出的物品的影子，右邊則消除了反射出的影子。（照片：IEDM、拍攝：索尼集團）
