JP6677696B2 - 位相シフトのホログラムを用いたレンズフリーイメージセンサ - Google Patents
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Description
図7Cは、図7Aの実施形態に係るイメージセンサの斜視図である。
101、103 ビームスプリッタ
102 ピエゾ鏡
104 ミラー
110 レーザー光源
111 ビームエミッタ
120 センサアレイ
200 イメージセンサ
220 センサアレイ
221 光電素子
230 基板
250 ユニットセル
251、252、253、254 光電素子
410、420、430、440 ユニットセル
411〜414 光電素子
421〜424 光電素子
431〜434 光電素子
441〜444 光電素子
450 マクロセルユニット
500 カラーイメージセンサ
510 フィルターアレイ
511 赤色フィルター
512 緑色フィルター
513 青色フィルター
520 センサアレイ
521 光電素子
530、540、550、560 ユニットセル
531〜534 光電素子
541〜544 光電素子
551〜554 光電素子
561〜564 光電素子
570 マクロユニットセル
700 イメージセンサ
720 センサアレイ
721 光電素子
730 基板
750 ユニットセル
751 光電素子
752 光電素子
800 カラーイメージセンサ
810 フィルターアレイ
820 センサアレイ
821 ユニットセル
830、840、850、860 ユニットセル
831〜832 光電素子
841〜842 光電素子
851〜853 光電素子
861〜862 光電素子
870 マクロユニットセル
Claims (11)
- 入射光を受光する複数の光電素子を含み、
前記光電素子は、複数のユニットセル内に配置され、各前記ユニットセルは、第1の光電素子および第2の光電素子を含み、
各前記ユニットセルの前記第1の光電素子は、第1の位相の第1の画素を撮像し、各前記ユニットセルの前記第2の光電素子は、第2の位相の第2の画素を撮像し、
前記第1の位相は、前記第2の位相と異なり、
各前記ユニットセルは、第3の位相の第3の画素を撮像する第3の光電素子および第4の位相の第4の画素を撮像する第4の光電素子を更に含み、
前記第1の位相、前記第2の位相、前記第3の位相、および前記第4の位相は異なり、
各前記ユニットセルの前記第1の光電素子、前記第2の光電素子、前記第3の光電素子、および前記第4の光電素子は、特定の材料でできており、且つ異なる高さであり、
前記第1の位相、前記第2の位相、前記第3の位相、および前記第4の位相は、それぞれ0、π/2、π、および3π/2であるイメージセンサ。 - 第1の位相シフトのホログラム画像および第2の位相シフトのホログラム画像は、前記ユニットセルによって撮像された前記第1の位相の前記第1の画素と前記第2の位相の前記第2の画素をそれぞれ組み合わせることによって得られ、
物体波は、前記第1の位相シフトのホログラム画像および前記第2の位相シフトのホログラム画像に基づいて計算され、物体像は、逆変換を前記物体波に行うことにより再構成される請求項1に記載のイメージセンサ。 - 第1の位相シフトのホログラム画像、第2の位相シフトのホログラム画像、第3の位相シフトのホログラム画像、および第4の位相シフトのホログラム画像は、前記ユニットセルによって撮像された前記第1の位相の前記第1の画素、前記第2の位相の前記第2の画素、前記第3の位相の前記第3の画素、および前記第4の位相の前記第4の画素をそれぞれ組み合わせることによって得られ、
物体波は、前記第1の位相シフトのホログラム画像、前記第2の位相シフトのホログラム画像、前記第3の位相シフトのホログラム画像、および前記第4の位相シフトのホログラム画像に基づいて計算され、物体像は、逆変換を前記物体波に行うことにより再構成される請求項1に記載のイメージセンサ。 - 前記ユニットセルは、複数のマクロユニットセル内に配置され、各前記マクロユニットセルは、2×2のアレイに配置された4つのユニットセルを含み、各前記マクロユニットセルの前記4つのユニットセルの中の少なくとも1つは、それぞれの所定の角度によって回転されることができる請求項1に記載のイメージセンサ。
- 入射光から緑色光を抽出する第1の緑色フィルターおよび第2の緑色フィルター、
前記入射光から赤色光を抽出する赤色フィルター、および
前記入射光から青色光を抽出する青色フィルターを含むフィルターアレイを更に含む請求項1に記載のイメージセンサ。 - 前記ユニットセルは、複数のマクロユニットセル内に配置され、各前記マクロユニットセルは、2×2のアレイに配置された第1のユニットセル、第2のユニットセル、第3のユニットセル、および第4のユニットセルを含み、
各前記マクロユニットセルの前記第1のユニットセル、前記第2のユニットセル、前記第3のユニットセル、および前記第4のユニットセルは、前記第1の緑色フィルター、前記第2の緑色フィルター、前記赤色フィルター、および前記青色フィルターによって、前記緑色光、前記緑色光、前記赤色光、および前記青色光をそれぞれ受光し、
前記第1の緑色フィルター、前記第2の緑色フィルター、前記赤色フィルター、および前記青色フィルターは、ベイヤーパターンに配置され、
各前記マクロユニットセルの前記第1のユニットセル、前記第2のユニットセル、前記第3のユニットセル、および前記第4のユニットセルの前記第1の光電素子と前記第2の光電素子の高さは、前記緑色光、前記緑色光、前記赤色光、および前記青色光の波長にそれぞれ比例する請求項5に記載のイメージセンサ。 - 前記ユニットセルは、複数のマクロユニットセル内に配置され、各前記マクロユニットセルは、2×2のアレイに配置された第1のユニットセル、第2のユニットセル、第3のユニットセル、および第4のユニットセルを含み、
各前記マクロユニットセルの前記第1のユニットセル、前記第2のユニットセル、前記第3のユニットセル、および前記第4のユニットセルは、前記第1の緑色フィルター、前記第2の緑色フィルター、前記赤色フィルター、および前記青色フィルターによって、前記緑色光、前記緑色光、前記赤色光、および前記青色光をそれぞれ受光し、
各前記ユニットセルは、第3の位相の第3の画素を撮像する第3の光電素子および第4の位相の第4の画素を撮像する第4の光電素子を更に含み、
前記第1の位相、前記第2の位相、前記第3の位相、および前記第4の位相は異なる請求項5に記載のイメージセンサ。 - 第1の緑色位相シフトのホログラム画像、第2の緑色位相シフトのホログラム画像、第3の緑色位相シフトのホログラム画像、および第4の緑色位相シフトのホログラム画像は、前記第1のユニットセルによって撮像された前記第1の位相の前記第1の画素、前記第2の位相の前記第2の画素、前記第3の位相の前記第3の画素、および前記第4の位相の前記第4の画素をそれぞれ組み合わせることによって得られ、
第5の緑色位相シフトのホログラム画像、第6の緑色位相シフトのホログラム画像、第7の緑色位相シフトのホログラム画像、および第8の緑色位相シフトのホログラム画像は、前記第2のユニットセルによって撮像された前記第1の位相の前記第1の画素、前記第2の位相の前記第2の画素、前記第3の位相の前記第3の画素、および前記第4の位相の前記第4の画素をそれぞれ組み合わせることによって得られ、
第1の赤色位相シフトのホログラム画像、第2の赤色位相シフトのホログラム画像、第3の赤色位相シフトのホログラム画像、および第4の赤色位相シフトのホログラム画像は、前記第3のユニットセルによって撮像された前記第1の位相の前記第1の画素、前記第2の位相の前記第2の画素、前記第3の位相の前記第3の画素、および前記第4の位相の前記第4の画素をそれぞれ組み合わせることによって得られ、
第1の青色位相シフトのホログラム画像、第2の青色位相シフトのホログラム画像、第3の青色位相シフトのホログラム画像、および第4の青色位相シフトのホログラム画像は、前記第4のユニットセルによって撮像された前記第1の位相の前記第1の画素、前記第2の位相の前記第2の画素、前記第3の位相の前記第3の画素、および前記第4の位相の前記第4の画素をそれぞれ組み合わせることによって得られる請求項7に記載のイメージセンサ。 - 第1の緑色の物体波は、前記第1の緑色の位相シフトのホログラム画像、前記第2の緑色の位相シフトのホログラム画像、前記第3の緑色の位相シフトのホログラム画像、および前記第4の緑色の位相シフトのホログラム画像に基づいて計算され、第1の緑色の物体像は、逆変換を前記第1の緑色の物体波に行うことにより再構成され、
第2の緑色の物体波は、前記第6の緑色の位相シフトのホログラム画像、前記第6の緑色の位相シフトのホログラム画像、前記第7の緑色の位相シフトのホログラム画像、および前記第8の緑色の位相シフトのホログラム画像に基づいて計算され、第2の緑色の物体像は、前記逆変換を前記第2の緑色の物体波に行うことにより再構成され、
赤色の物体波は、前記第1の赤色の位相シフトのホログラム画像、前記第2の赤色の位相シフトのホログラム画像、前記第3の赤色の位相シフトのホログラム画像、および前記第4の赤色の位相シフトのホログラム画像に基づいて計算され、赤色の物体像は、前記逆変換を前記赤色の物体波に行うことにより再構成され、
青色の物体波は、前記第1の青色の位相シフトのホログラム画像、前記第2の青色の位相シフトのホログラム画像、前記第3の青色の位相シフトのホログラム画像、および前記第4の青色の位相シフトのホログラム画像に基づいて計算され、青色の物体像は、前記逆変換を前記青色の物体波に行うことにより再構成される請求項8に記載のイメージセンサ。 - 各前記マクロユニットセルの前記第1のユニットセル、前記第2のユニットセル、前記第3のユニットセル、および前記第4のユニットセルの前記第1の光電素子、前記第2の光電素子、前記第3の光電素子、および前記第4の光電素子の高さは、前記緑色光、前記緑色光、前記赤色光、および前記青色光の波長にそれぞれ比例する請求項7に記載のイメージセンサ。
- 入射光を受光する複数の光電素子を含み、
前記光電素子は、複数のユニットセル内に配置され、各前記ユニットセルは、第1の光電素子および第2の光電素子を含み、
各前記ユニットセルの前記第1の光電素子は、第1の位相の第1の画素を撮像し、各前記ユニットセルの前記第2の光電素子は、第2の位相の第2の画素を撮像し、
前記第1の位相は、前記第2の位相と異なり、
各前記ユニットセルは、第3の位相の第3の画素を撮像する第3の光電素子および第4の位相の第4の画素を撮像する第4の光電素子を更に含み、
前記第1の位相、前記第2の位相、前記第3の位相、および前記第4の位相は異なり、
各前記ユニットセルの前記第1の光電素子、前記第2の光電素子、前記第3の光電素子、および前記第4の光電素子は、異なる材料でできており、且つ同じ高さであり、
前記第1の位相、前記第2の位相、前記第3の位相、および前記第4の位相は、それぞれπ/4、3π/4、5π/8、および7π/8であるイメージセンサ。
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