KR100784391B1 - 칼라 필터 어레이 그리고 그것을 포함하는 씨모스 이미지 센서 - Google Patents

칼라 필터 어레이 그리고 그것을 포함하는 씨모스 이미지 센서 Download PDF

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김정연
히로미치 다나카
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삼성전자주식회사
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Abstract

여기에 개시된 씨모스 이미지 센서는 복수의 칼라필터를 포함하는 칼라 필터 어레이; 및 상기 복수의 칼라 필터들 각각에 대응하는 복수의 화소를 포함하되, 상기 복수의 화소들 중 어느 하나는 주위의 다른 화소들로 인하여 파장이 변화되고, 상기 파장이 변화된 화소에 대응하는 칼라필터는 상기 변화된 파장만큼을 보상하기 위하여 복수의 안료들을 배합하여 생성된다.

Description

칼라 필터 어레이 그리고 그것을 포함하는 씨모스 이미지 센서{COLOR FILTER ARRAY AND CMOS IMAGE SENSER INCLUDING THEREOF}
도 1은 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 필터의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 칼라 필터의 화소들 중 그린 화소를 중심으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 G화소와 G화소에 영향을 주는 크로스토크를 파장대 광감도로 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 4의 그래프를 R-Y, B-Y 평면상에 도시한 그래프이다.
도 6은 도 2의 칼라 필터의 화소들 중 옐로우 화소를 중심으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시한 Ye 화소와 Ye 화소에 영향을 주는 크로스토크를 파장대 광감도로 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 7의 그래프를 R-Y, B-Y 평면상에 도시한 그래프이다. 도 8에 따르면, G"과 Cy"는 Ye'의 벡터를 변화시킨다.
도 9는 레드 필터와 옐로우 필터의 광감도 대 파장을 나타낸 그래프이다.
도 10은 Ye 화소와 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크에 의한 노이즈(Noise)의 양을 -10 dB로 가정할 때의 Ye와 Ye'과의 벡터 각도차를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 8에 도시된 Ye와 Ye'의 벡터 각도차 17도 만큼 시프트하여 Ye(0)를 도시한 그래프이다.
도 12는 도 8에 도시된 Ye를 10nm 장파장 방향으로 이동시킨 Ye(0)를 나타내는 그래프이다.
도 13은 도 2의 칼라 필터의 화소들 중 시안 화소를 중심으로 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13에 도시한 Cy 화소와 Cy 화소에 영향을 주는 크로스토크를 파장대 광감도로 나타낸 그래프이다.
도 15는 도 14의 그래프를 R-Y, B-Y 평면상에 도시한 그래프이다.
도 16은 블루 필터와 시안 필터의 광감도 대 파장을 나타낸 그래프이다.
도 17은 Cy 화소와 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크의 양을 -10 dB로 가정할 때의 Cy와 Cy'과의 벡터 각도차를 나타내는 도면이다.
도 18은 도 15에 도시된 Cy을 Cy과 Cy'의 벡터 각도차 17도 만큼 블루 방향으로 Cy을 시프트하여 Cy(0)를 도시한 그래프이다.
도 19는 도 8에 도시된 Cy를 20nm 단파장 방향으로 이동시킨 Cy(0)를 나타내는 그래프이다.
도 20은 씨모스 이미지 센서(CIS:CMOS IMAGE SENSOR)를 포함하는 휴대용 카 메라의 시스템을 도시한 블럭도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
2 : 그린 필터 4 : 옐로우 필터
6 : 시안 필터 8 : 칼라 필터 어레이
100 : 이미지 센서
본 발명은 CIS(CMOS Image Sensor)에 관한 것으로, 구체적으로는 광감도를 향상시키기 위한 새로운 칼라 필터 어레이에 관한 것이다.
디지털 카메라에 많이 사용되는 이미지 센서는 광학 신호를 전기적인 신호로 바꾸어주는 역할을 한다. 이는 포토다이오드와 독출 회로로 구성된 CMOS 이미지 센서의 픽셀에서 일어난다. 포토다이오드에 흡수된 빛에 의해 전하가 생성되고 이를 전압 및 전류의 형태로 변환하여 이미지를 얻게 된다. 이러한 과정에서는 이미지의 명암 정보만 인식되므로 이미지의 색 정보를 얻기 위해서는 컬러 필터를 함께 사용하여야 한다. 색상을 표현하기 위해서는 최소한 세 가지의 컬러 정보들이 필요하다.
칼라 이미지를 구현하기 위한 이미지 센서는 외부로부터의 빛을 받아 광전자를 생성 및 축적하는 화소(광감지 소자) 상부에 칼라 필터를 포함한다. 칼라 필터는 레드(Red) 필터, 그린(Green) 필터, 블루(Blue) 필터의 3가지로 이루어지거나, 옐로우(Yellow) 필터, 마젠타(Magenta) 필터, 시안(Cyan) 필터의 3가지로 이루어진다.
고화질의 영상을 얻기 위하여 이미지 센서의 픽셀(화소)를 집적하게 되면, 이미지 센서내의 픽셀 사이즈가 감소함에 따라, 이미지 센서의 감도 저하와 크로스토크(Crosstalk) 상승의 문제가 발생하게 된다.
크로스토크(Crosstalk)란 본래의 색 신호에 다른 픽셀로부터의 색 신호가 영향을 미쳐 본래의 분광특성을 변화시키고, 색재현을 악화시키는 것을 의미한다.
따라서, 칼라 필터 어레이는 이미지 센서의 감도 저하와 크로스토크 상승 문제를 해결하기 위하여 칼라 보정 시스템을 이용하게 된다. 하지만 칼라 보정 시스템을 사용하게 되면 노이즈(Noise) 또한 증폭하게 되므로 SNR이나 색 재현성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 노이즈의 영향을 받지 않고 이미지 센서의 감도를 향상하고, 크로스토크로 인한 영향을 감소시킬 수 있는 씨모스 이미지 센서를 제공한다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 씨모스 이미지 센서의 칼라 필터 어레이는 칼라 필터내에 집광을 위한 마이크로렌즈; 상기 마이크로렌즈를 통한 광원으로부터 칼라를 분리하기 위한 칼라 필터; 그리고 상기 칼라 필터로 부터 각 칼라를 입력받는 화소를 포함하고; 상기 칼라 필터는 옐로우 필터, 그린 필터와 시 안 필터로 구성된다.
이 실시예에 있어서, 상기 칼라 필터는 복수의 칼라 필터 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 칼라 필터 유닛은 제 2 사분면과 제 4 사분면에 그린 필터를 포함하고, 제 1 사분면에 옐로우 필터를 포함하고, 제 3 사분면에 시안 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 칼라 필터 유닛은 제 1 사분면과 제 3 사분면에 그린 필터를 포함하고, 제 2 사분면에 시안 필터를 포함하고, 제 4 사분면에 옐로우 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 칼라 필터 유닛은 제 2 사분면과 제 4 사분면에 그린 필터를 포함하고, 제 1 사분면에 시안 필터를 포함하고, 제 3 사분면에 옐로우 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 칼라 필터 유닛은 제 1 사분면과 제 3 사분면에 그린 필터를 포함하고, 제 2 사분면에 옐로우 필터를 포함하고, 제 4 사분면에 시안 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 주위의 화소들에 의한 크로스토크의 영향을 상쇄하기 위하여 상기 크로스토크에 의한 최종적인 옐로우 화소의 파장의 변화를 계산하고,상기 옐로우 파장의 변화만큼을 옐로우 필터에 대하여 안료 또는 염료 조성의 배합으로 미리 스펙트럼을 변경하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 주위의 화소들에 의한 크로스토크의 영향을 상쇄하기 위하여 상기 크로스토크에 의한 최종적인 시안 화소의 파장의 변화를 계산하고, 상기 시안 파장의 변화만큼을 시안 필터에 대하여 안료 또는 염료 조성의 배합으로 미리 스펙트럼을 변경하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 칼라 필터를 제공하는 단계와; 상기 크로스토크에 의한 최종적인 화소의 파장 변화를 미리 계산하는 단계; 그리고 상기 파장 변화만큼을 필터에 대하여 안료 또는 염료 조성의 배합으로 미리 스펙트럼을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하 본 발명에 실시예에 따른 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 씨모스 이미지 센서의 새로운 칼라 필터 어레이를 제공한다. 본 발명은 옐로우(Yellow), 그린(Green), 시안(Cyan) 필터를 사용한다. 칼라필터의 대부분은 그린(Green)으로 구성되어 있고, 그린 필터의 특성상 이미지 센서에 크로스토크가 있다고 하더라도 색 레벨이 저하되지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 단면을 도시한 도면이다. 도 1에 따르면, 이미지 센서(100)는 광감지소자(50)이외의 영역으로 광이 입사되는 것을 방지하기 위하여 층간절연막(40)내에 광차폐층(30)이 형성되어 있으며, 그 위로 보호막(20)이 형성되고, 보호막(20) 상에 칼라 필터(10)가 배열되어 있다. 그리고 칼라필터(10) 위에는 마이크로 렌즈(70)의 균일한 제조와 포커스 길이 조절을 목적으로 적용되는 OCM(Over Coating Material)층(60)이 형성되고, 그 상부에 마이크로 렌즈(70)가 형성된다.
도 2는 도 1에 도시된 필터의 상세 구성을 보여주는 도면이다. 도 2에 따르면, 종래의 RGB 필터에 비하여 감도가 뛰어난 옐로우, 그린, 시안 필터를 나타낸다. 칼라필터 어레이(8)는 그린 필터(2)를 중심으로 옐로우 필터(4)와 시안 필터(6)로 구성된다. 칼라필터 어레이(8)는 4가지의 칼라 필터 유닛(unit1 - unit4)으로 배열된다.
도 3은 도 2의 칼라 필터의 화소들 중 그린 화소를 중심으로 나타낸 도면이다. 도 2과 도 3에 따르면, 그린 화소는 좌우의 시안 화소와 상하의 옐로우 화소로부터 크로스토크를 받는다.
좌우 시안 화소로부터의 크로스토크(Cy")(이하 Cy"이라 한다.)는 C4 + C8로 나타낼 수 있고, 상하 옐로우 화소로부터의 크로스토크(Ye")(이하 Ye"이라 한다.)는 C2 + C6로 나타낼 수 있다. 대각에 존재하는 그린 화소로부터의 크로스토크(G")(이하 G"이라 한다.)는 C1 + C3 + C5 + C7로 나타낸다.
그린 필터(2)를 통과한 그린 칼라는 G로 정의한다. 옐로우 필터(4)를 통과한 옐로우 칼라는 Ye로 정의한다. 시안 필터(6)를 통과한 시안 칼라는 Cy로 정의한다.
G"는 분광특성이 동일한 G성분이 많아, 분광 특성을 크게 변화시키지 않는다. 따라서, 그린 화소에 최종적인 그린 칼라(G')는 G + G" + Ye" + Cy"로 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시한 G화소와 G화소에 영향을 주는 크로스토크를 파장대 광감도로 나타낸 그래프이다. 도 4에 따르면, G 화소에 의한 크로스토크(G")는 G와 동일 파장이고, Cy"와 Ye" 화소에 의한 크로스토크(Cy", Ye")는 영향이 매우 적은 것을 나타낸다.
도 5는 도 4의 그래프를 R-Y, B-Y 평면상에 도시한 그래프이다. 도 5에 따르면, G' 방향은 G의 신호를 증가시키는 방향으로 움직인다. 따라서, G 신호의 신호대 잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio)(이하 "SNR"이라 한다.)는 열화되지 않고, G 신호의 색 재현악화도 적음을 알 수 있다.
도 6은 도 2의 칼라 필터의 화소들 중 옐로우 화소를 중심으로 나타낸 도면이다. 도 6에 따르면, 옐로우 화소는 상하좌우의 그린 화소와 대각의 시안 화소로부터 크로스토크를 받는다.
상하좌우 그린 화소로부터의 크로스토크(G")는 C2 + C4 + C6 + C8로 나타내고, 대각의 시안 화소로부터의 크로스토크(Cy")는 C1 + C3 + C5 + C7로 나타낸다. 옐로우 화소에 최종적인 옐로우 칼라(Ye')는 Ye + G" + Cy"로 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시한 Ye 화소와 Ye 화소에 영향을 주는 크로스토크를 파장대 광감도로 나타낸 그래프이다. 도 7에 따르면, G 화소에 의한 크로스토크(G")는 Ye 화소에 지배적으로 영향을 주고, Cy 화소에 의한 크로스토크(Cy")는 영향이 매우 적은 것을 나타낸다.
도 8은 도 7의 그래프를 R-Y, B-Y 평면상에 도시한 그래프이다. 도 8에 따르면, G"과 Cy"는 Ye'의 벡터를 변화시킨다. 따라서, Ye' 벡터를 Ye의 벡터와 일치시키기 위해서는 미리 Ye 칼라필터의 벡터 위상을 바꿔 놓을 필요가 있다.
입사하는 광의 파장을 시프트하는 방법은 칼라 필터를 생성할 때 사용하는 안료 또는 염료 조성의 배합으로 만들 수 있다. 예를 들면, 레드 필터의 피크 파장 은 600nm이고, 옐로우 필터의 피크 파장은 550nm이다. 즉, 옐로우 필터는 레드의 단파장쪽의 컷오프(Cut off) 파장을 단파장 방향으로 50nm 시프트(Shift)하여 생성한다. 블루 필터의 피크 파장은 450nm이고, 시안 필터의 장파장쪽의 컷오프 파장은 550nm이다. 즉, 시안 필터는 블루 필터의 장파장쪽의 컷오프 파장을 장파장 방향으로 100nm 시프트(Shift)하여 생성한다.
도 9는 레드 필터와 옐로우 필터의 광감도 대 파장을 나타낸 그래프이다. 도 9에 따르면, 옐로우 필터는 레드 필터의 단파장쪽의 컷오프 파장을 단파장방향으로 50nm 시프트하여 생성한다. Ye'는 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크에 의해 단파장 방향으로 시프트된다. 따라서, Ye'의 파장이 이동한 거리만큼 Ye의 파장을 미리 이동하여 크로스토크의 영향을 최소화한다.
도 10은 Ye 화소와 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크에 의한 노이즈(Noise)의 양을 -10 dB로 가정할 때의 Ye와 Ye'과의 벡터 각도차를 나타내는 도면이다. Ye 화소와 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크의 양을 -10 dB로 가정한다면
-10 dB = 10-1/2 ≒ 0.3 이고,
tan-1 0.3 ≒ 17 도(degree) 이다.
즉, Ye와 Ye'과의 벡터 각도차는 17도가 된다는 것을 알 수 있다.
도 11은 도 8에 도시된 Ye와 Ye'의 벡터 각도차 17도 만큼 시프트하여 Ye(0)를 도시한 그래프이다. 도 10과 도 11에 따르면, 레드 화소(R)와 옐로우 화소(Ye) 의 벡터 각도차를 80도로 가정하고, Ye와 Ye'의 벡터 각도차는 17도만큼 레드 방향으로 Ye를 시프트시켜 Ye(0)를 만든다. 따라서, 크로스토크에 의해 Ye보다 17도 정도 시프트된 Ye'을 대신하여 Ye와 비슷한 Ye(0)'이 되도록 만든다.
Ye(0)'은 크로스토크의 영향을 상쇄시키기 위하여 Ye와 Ye'의 벡터 각도차만큼을 Ye'와 역방향으로 미리 Ye 칼라필터의 벡터 위상을 바꿔놓아 실제 생성되는 색인 Ye(0)'가 Ye와 비슷해지도록 만든 칼라필터이다. 즉, 크로스토크의 영향으로 색이 변색되는 것을 방지하기 위해 만들어진 Ye(0) 칼라필터에 의해 생성된 색인 Ye(0)'은 순수한 Ye와 거의 유사하다.
Ye가 Ye(0)로 시프트한 파장의 길이를 계산해 보면
(600-550)*(17/80) = 10 nm 가 된다.
도 12는 도 8에 도시된 Ye를 10nm 장파장 방향으로 이동시킨 Ye(0)를 나타내는 그래프이다. 도 12에 따르면, Ye(0)는 주위의 화소에 의한 크로스토크를 상쇄시키기 위하여 Ye를 장파장 방향으로 10 nm 시프트시킨 것이다.
도 13은 도 2의 칼라 필터의 화소들 중 시안 화소를 중심으로 나타낸 도면이다. 도 13에 따르면, 시안 화소는 상하좌우의 그린 화소와 대각의 옐로우 화소로부터 크로스토크를 받는다. 상하좌우 그린 화소로부터의 크로스토크(G")는 C2 + C4 + C6 + C8로 나타내고, 대각의 옐로우 화소로부터의 크로스토크(Ye")는 C1 + C3 + C5 + C7로 나타낸다. 시안 화소에 최종적인 시안 칼라(Cy')는 Cy + G" + Ye"로 나타낸다.
도 14는 도 13에 도시한 Cy 화소와 Cy 화소에 영향을 주는 크로스토크를 파 장대 광감도로 나타낸 그래프이다. 도 14에 따르면, G 화소에 의한 크로스토크(G")는 Cy 화소에 지배적으로 영향을 주고, Ye 화소에 의한 크로스토크(Ye")는 영향이 매우 적은 것을 나타낸다.
도 15는 도 14의 그래프를 R-Y, B-Y 평면상에 도시한 그래프이다. 도 15에 따르면, G"과 Ye"는 Cy'의 벡터를 변화시킨다. 따라서, Cy' 벡터를 Cy의 벡터와 일치시키기 위해서는 미리 Cy 칼라 필터의 벡터 위상을 바꿔 놓을 필요가 있다.
도 16은 블루 필터와 시안 필터의 광감도 대 파장을 나타낸 그래프이다. 도 16에 따르면, 시안 필터는 블루 필터의 장파장쪽의 컷오프 파장을 장파장방향으로 100nm 시프트하여 생성한다. Cy'는 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크에 의해 장파장 방향으로 시프트된다. 따라서, Cy'의 파장이 이동한 거리만큼 Cy의 파장을 Cy(0)로 미리 이동하여 크로스토크의 영향을 최소화한다.
도 17은 Cy 화소와 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크의 양을 -10 dB로 가정할 때의 Cy와 Cy'과의 벡터 각도차를 나타내는 도면이다. Cy 화소와 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크의 양을 -10 dB로 가정한다면
-10 dB = 10-1/2 ≒ 0.3 이고,
tan-1 0.3 ≒ 17 도(degree) 이다.
즉, Cy와 Cy'과의 벡터 각도차는 17도가 된다는 것을 알 수 있다.
도 18은 도 15에 도시된 Cy을 Cy과 Cy'의 벡터 각도차 17도 만큼 블루 방향으로 Cy을 시프트하여 Cy(0)를 도시한 그래프이다. 도 18에 따르면, 블루 화소(B) 와 시안 화소(Cy)의 벡터 각도차를 80도로 가정하고, Cy와 Cy'의 벡터 각도차 17도만큼 블루방향으로 Cy을 시프트 시켜 Cy(0)을 만든다. 따라서, 크로스토크에 의해 Cy보다 17도 정도 시프트된 Cy'을 대신하여 Cy와 비슷한 Cy(0)'이 되도록 만든다.
Cy(0)'은 크로스토크의 영향을 상쇄시키기 위하여 Cy와 Cy'의 벡터 각도차만큼을 Cy'와 역방향으로 미리 Cy 칼라필터의 벡터 위상을 바꿔놓아 실제 생성되는 색인 Cy(0)'가 Cy과 비슷해지도록 만든 칼라필터이다. 즉, 크로스토크의 영향으로 색이 변색되는 것을 방지하기 위해 만들어진 Cy(0) 칼라필터에 의해 생성된 색인 Cy(0)'은 순수한 Cy와 거의 유사하다.
크로스토크에 의해 Cy보다 17도 정도 시프트한 파장의 길이를 계산해 보면
(550-450)*(17/80) = 20 nm 이다.
도 19는 도 8에 도시된 Cy를 20nm 단파장 방향으로 이동시킨 Cy(0)를 나타내는 그래프이다. 도 19에 따르면, Cy(0)는 주위의 화소에 의한 크로스토크를 상쇄시키기 위하여 Cy를 단파장 방향으로 20 nm 시프트시킨 것이다.
그린 화소는 도 4에서 주위의 화소들에 의한 크로스토크의 영향을 거의 받지 않는다. 옐로우 화소는 도 7에서 G 화소들에 의한 크로스토크(G")의 영향을 많이 받는다. 따라서, G"의 영향을 상쇄하기 위하여 옐로우 필터의 파장을 변화시킨다.시안 화소는 도 14에서 G 화소들에 의한 크로스토크(G")의 영향을 많이 받는다. 따라서, G"의 영향을 상쇄하기 위하여 시안 필터의 파장을 변화시킨다.
옐로우 화소와 시안 화소에 크로스토크의 영향을 모두 상쇄한다고 가정한다. 옐로우, 그린, 시안 필터을 이용한 광신호들을 RGB 신호들로 변환하면, 레드 신호 는 옐로우 신호에 그린 신호를 차감하면 된다. 블루 신호는 시안 신호에 그린 신호를 차감하면 된다.
즉, 레드 신호는 수학식 1로 나타낼 수 있고, 블루 신호는 수학식 3 나타낼 수 있다. BGB 필터의 그린 화소는 옐로우, 그린, 시안 필터의 그린 화소와 동일하다.
R' = Ye - G
G' = G
B' = Cy - G
Figure 112006064502210-pat00001
수학식 2는 수학식 1을 행열(Matrix)로 나타낸 수학식이다. 행렬의 대각선 성분은 노이즈의 분산을 의미한다. 만약 노이즈가 크게 되면(즉, 행렬(Matrix)계수가 크게 되는 경우) SNR이 열화된다. 하지만 수학식 2의 노이즈는 모두 1이기 때문에 모든 색신호는 노이즈에 영향을 받지 않게 된다.
Figure 112006064502210-pat00002
RGB 필터를 사용하는 경우 칼라 필터 어레이는 주위의 다른 화소에 의한 크로스토크를 상쇄하기 위하여 보정 시스템을 사용한다. 수학식 3은 보정 시스템의 예를 행렬(Matrix)로 나타낸 것이다. 행렬의 대각선 성분은 노이즈의 분산을 의미한다.
수학식 5에 따른 종래의 RGB 필터 시스템의 노이즈 분산은 수학식 3의 행렬의 대각선 성분 각각을 제곱하여 합한 것의 제곱근으로 나타낸다. 즉,
Figure 112006064502210-pat00003
이다.
수학식 4에 따른 옐로우, 그린, 시안 필터 시스템의 노이즈 분산은
Figure 112006064502210-pat00004
이다.
따라서, 노이즈의 개선도를 살펴보면, 20log(2.97/1.73) = 4.69 dB 이다. 즉, 본 발명은 종래의 RGB 필터 시스템에 비하여 노이즈의 개선도가 4.69 dB 더 향상된 것을 알 수 있다.
도 20은 씨모스 이미지 센서(CIS:CMOS IMAGE SENSOR)(이하 "CIS"라 한다.)를 포함하는 휴대용 카메라의 시스템을 도시한 블럭도이다. 도 20에 따르면, 휴대용 카레라 시스템은 CIS(100), MCU(200), UI(User Interface)(300), DISPLAY(400)와 BUS(500)를 포함한다. 본 발명은 CIS(100)를 구성하는데 포함된다.
본 발명은 씨모스 이미지 센서에 있어서 크로스토크의 영향을 줄이고, 광감도를 향상시키기 위한 옐로우, 그린, 시안 칼라 필터를 제공한다. 또한 색 감도를 향상시키기 위하여 옐로우 필터와 시안 필터의 스펙트럼을 안료나 염료 조성의 배합을 이용하여 시프트한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 옐로우, 그린, 시안 칼라 필터를 사용하여 크로스토크의 영향을 줄이고, 광감도를 향상시키는 씨모스 이미지 센서를 제공한다. 또한 색 감도를 향상시키기 위하여 옐로우 필터와 시안 필터의 스펙트럼을 염료 혹은 안료 조성 배합으로 시프트하는 칼라 필터 어레이를 포함하는 씨모스 이미지 센서를 제공한다.

Claims (11)

  1. 복수의 칼라필터를 포함하는 칼라 필터 어레이; 및
    상기 복수의 칼라 필터들 각각에 대응하는 복수의 화소를 포함하되,
    상기 복수의 화소들 중 어느 하나는 주위의 다른 화소들로 인하여 파장이 변화되고, 상기 파장이 변화된 화소에 대응하는 칼라필터는 상기 변화된 파장만큼을 보상하기 위하여 복수의 안료들을 배합하여 생성되는 씨모스 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칼라 필터 어레이는 옐로우 필터, 그린 필터 및 시안 필터를 포함하는 씨모스 이미지 센서.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 화소는,
    상기 옐로우 필터로부터 엘로우 칼라 영상 정보를 입력받는 옐로우 화소;
    상기 그린 필터로부터 그린 칼라 영상 정보를 입력받는 그린 화소; 및
    상기 시안 필터로부터 시안 칼라 영상 정보를 입력받는 시안 화소를 포함하는 씨모스 이미지 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파장이 변화된 화소는 옐로우 화소와 시안 화소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 칼라 필터 에레이는 제 2 사분면과 제 4 사분면에 그린 필터를 포함하고, 제 1 사분면에 옐로우 필터를 포함하고, 제 3 사분면에 시안 필터를 포함하는 씨모스 이미지 센서.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 칼라 필터 에레이는 제 1 사분면과 제 3 사분면에 그린 필터를 포함하고, 제 2 사분면에 시안 필터를 포함하고, 제 4 사분면에 옐로우 필터를 포함하는 씨모스 이미지 센서.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 칼라 필터 에레이는 제 2 사분면과 제 4 사분면에 그린 필터를 포함하고, 제 1 사분면에 시안 필터를 포함하고, 제 3 사분면에 옐로우 필터를 포함하는 씨모스 이미지 센서.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 칼라 필터 유닛은 제 1 사분면과 제 3 사분면에 그린 필터를 포함하고, 제 2 사분면에 옐로우 필터를 포함하고, 제 4 사분면에 시안 필터를 포함하는 씨모스 이미지 센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 칼라 필터들 중 어느 하나는 상기 복수의 안료들 중 하나 또는 그 이상의 배합으로 생성되는 씨모스 이미지 센서.
  10. 청구항 1에 기재된 씨모스 이미지 센서를 포함하는 휴대용 카메라.
  11. 삭제
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