概述
“Polarsens”是 一种根据像素尺寸以高精度构建多个不同角度（4轴）偏光器的CMOS 图像传感器像素技术。 搭载Polarsens技术的偏光图像传感器，利用4轴偏光信息，能够将可见光拍摄下无法获得的信息可视化。 该技术可解决多个产业领域的课题。
*) Polarsens和徽标是索尼集团(株)的商标。
偏光元件的参考图
Source: Sony, IEDM2016, Lecture number 8.7
Polarsens “基础篇”（附带语音解说）
Polarsens “应用篇”（附带语音解说）
技术说明
在图像传感器上搭载4向偏光器
索尼的偏光传感器上搭载了4向偏光器，可一次同时获取4个方向的偏光图像（图1）。可根据各方向的偏光器输出的亮度值计算出偏光方向（光的振动方向）与偏光度（偏光的程度）。
结合后端的信号处理，可实时*11获取偏光信息*2。
*1) 依赖于后段系统的信号处理能力
*2) 偏光方向与偏光度
图1 基本结构
偏光元件配置在On-Chip Lens下层
传统偏光相机一般采用将偏光器贴合在图像传感器上方的结构（图2 左），而索尼的偏光传感器在片上微镜头下方配置偏光元件（图2 右）。偏光器与光电二极管距离较近时，相邻像素间产生的漏光较少，因此，可改善消光比特性*3和斜入射特性。
索尼的偏光传感器是在半导体工序中构建偏光器的，因此，相比传统的贴合结构的偏光传感器，偏光器的构建与配置精度、一致性、量产性、耐久性等都更为出色。另外，本公司的偏光传感器在偏光器上增加了防反射层，大幅降低了眩光和重影的影响。
*3) 消光比是表现偏光特性的一项指标。图像传感器的消光比用透光轴感光度和吸收轴感光度的比（透光轴感光度/吸收轴感光度）来表示，数字越大，代表特性越好。
什么是偏光
光具有亮度（振幅）、颜色（波长）、偏光（振动方向）这几种物理要素。一般而言，自然光和荧光灯的光朝着各个方向振动，其状态被称为无偏光或非偏光，但我们可以借助偏光片，获取偏向特定方向的光（偏光）。
索尼的偏光传感器采用的线栅方式，会让在垂直于偏光器的方向（透光轴）上振动的光透过，同时阻断在水平方向（吸收轴）上振动的光。
偏光度与偏光方向
偏光信息可用2个要素来表现：朝哪个方向振动、偏光多少。前者称为“偏光方向”，后者称为“偏光度”。有效地利用偏光信息，有望实现各种应用。例如检测过去难以可视化和识别的物体表面的划痕、异物识别、歪斜识别以及物体形状识别等。
偏光度示例
通常，我们在观察物体时，看到的是物体表面反射、散射的光。反射的光受物体材质、颜色、凹凸等表面状态和反射角度等影响，偏光度会发生变化。
正常图像
偏光度图像
右图展示了偏光度图像。偏光度越高的地方越白，越低的地方越黑。仔细观察右图的红框区域，可以看到，因为缝制皮革的丝线的偏光度与周围皮质材料的偏光度差异很大，因此，可以非常清晰的显示接缝状态。
偏光方向示例
根据反射光的偏光方向信息，我们可以了解物体反射面的朝向。
正常图像
偏光方向图像
右上图是用颜色模式展示了物体表面偏光方向的图像。如右下图所示，将偏光方向的角度与HSV颜色相位相匹配。右上图中的立方体上面显示为浅蓝色，对照下方的颜色映射，可以发现偏光方向（立方体上面的方向）为90度。
HSV颜色相位映射
应用
平面划痕检查
在制造现场中，检测玻璃之类完全均匀的平面上的划痕时，需要将其与污垢区分开来。划痕与污垢不同，具有特定的方向，着眼于这一特点，可对偏光图像传感器加以有效利用。
由于偏光图像传感器能够准确地捕捉到凸凹部分的偏光度差异，因此可以准确识别特定方向上的划痕，并将其与凸凹不规则的污垢区分开来。
玻璃划痕、污垢的检测
正常显示
偏光度显示
这个例子是相同质地的平面（玻璃板）上有凹凸和异物的情况（左图、右图）。带划痕、污垢（指纹、垃圾）部分的偏光度与周围部分不一样，因此很容易分辨。（右图）
相关领域
填充检查
在制造现场中，可以利用偏光度的差异，对填充状态进行检测。例如，在LSI芯片的拣选作业中，可以对芯片是否处于正确位置进行确认。在药品制造过程中，利用片剂与铝板之间的偏光度差异，可对是否填充了片剂进行确认。
对铝板与片剂的偏光度差异进行可视化的示例
正常显示
偏光度显示
利用片剂与铝板之间的偏光度差异，很容易看出来是否填充了片剂。（右图）
相关领域
玻璃应力检查
偏光图像传感器可有效用于各种制造业的形变检查中。不会被颜色或光泽所迷惑，可以准确地判断是否存在形变。另外，还可检测出形变的方向。
眼镜框的形变
正常显示
偏光方向显示
镜面不同区域的应力不同，偏光度也不同，借此可以检测镜面应力均匀度。（右图）
相关领域
车内的人数确认（消除反射）
在交通管理中，使用定点摄像头进行观测时，因时段与角度的不同，车辆的前挡风玻璃会对光线产生反射，这可能会使摄像头出现无法识别车内人影的情况。通过适当地设置偏光图像传感器，则可减轻或消除反射光，从而能够检测出车内人数。
无偏光滤镜
反射光会造成干扰，看不清车内。
有偏光滤镜
可以使用偏光滤镜去除反射光。但是，反射光会因车辆类型（车窗角度）的不同而有所残留。
偏光图像传感器（Polarsens）
如果使用偏光图像传感器，可以消除反射光而不局限于车型，提高面部识别的准确性。
相关领域
下载
利用偏振光消除反射的原理及偏光图像传感器的特长
介绍用于本偏光图像传感器的详细技术信息
偏光图像传感器概述
2页关于索尼偏光图像传感器的摘要
搭载偏光图像传感器的相机列表
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偏光图像传感器
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