KR101276757B1 - 이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이미지의 감도를 향상시킬 수 있는 이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치는, 렌즈와, 상기 렌즈를 통해 입사되는 광을 원색으로 제한하는 제 1필터 영역, 상기 입사된 광의 모든 파장 대역을 통과시키는 제 2필터 영역, 및 상기 입사된 광의 적외선 파장 대역을 제한하는 제 3필터 영역을 포함하는 필터부, 및 상기 필터부를 통과한 광으로부터 이미지를 센싱하는 이미지 센서부를 포함한다.
Figure R1020060047795
이미지, 감도, 컬러 필터, 적외선

Description

이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법{Apparatus for photographing image and operating method for the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치가 도시된 도면.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 필터부가 도시된 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서부가 도시된 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치의 동작 방법이 도시된 도면.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110: 렌즈부 120: 필터부
121: 제 1필터 영역 122: 제 2필터 영역
123: 제 3필터 영역 130: 이미지 센서부
본 발명은 이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이미지의 감도를 향상시킬 수 있는 이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
최근 디지털 카메라, 및 카메라 폰 등과 같이 고해상도 카메라를 장착한 장치들의 보급이 확산되고 있다. 이러한 카메라는, 일반적으로 렌즈, 및 이미지 센서 등을 포함하여 구성된다.
이때, 렌즈는 피사체에서 반사된 광을 모으는 역할을 하며, 이미지 센서는 렌즈에 의해 모아진 광을 검출하여 전기적인 이미지 신호로 변환하는 역할을 한다. 이미지 센서는, 크게 촬상관과 고체 이미지 센서로 나뉠 수 있으며, 고체 이미지 센서의 대표적인 예로써, 전하 결합 소자(Charge Coupled Device, CCD), 및 금속 산화물 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS) 등이 있다.
또한, 이러한 카메라의 이미지 센서에는 각 픽셀에 대응하는 컬러 필터들에 대한 컬러 필터 어레이(Color Filter Array, CFA)가 형성될 수 있으며, 컬러 필터 어레이의 상부에는 이미지 센서가 적외선에 민감하여 이미지의 변색 등이 발생하는 것을 방지하기 위한 적외선 차단 필터가 형성된다.
이때, 적외선 차단 필터, 컬러 필터, 및 이미지 센서는 하나의 모듈로서 제조되며, 적외선 차단 필터는, 이미지 센서에 대해 소정 간격으로 이격되어 형성된다.
한편, 이러한 카메라는 CIS(Contact Image Sensor)의 크기는 증가되지 않는 상태에서 유효 픽셀 수의 증가로 인해 촬상된 이미지의 감도가 급격히 감소하는 문제점이 발생하고 있다. 이는, 제한된 CIS 크기 내에 픽셀의 증가는, 제한된 CIS에 이미지 센서의 개수가 증가한다는 것을 의미하고, 이로 인해 각 픽셀에 도달하는 광량이 감소되기 때문이다.
일본 공개 특허 2004-304706은 녹색, 청색, 적색, 및 백색의 색필터 세그먼트에 있어서, 녹색을 중심으로 상하좌우로 백색 필터를 배치하는 고체 촬상 장치, 및 그 신호 처리 방법을 개시하고 있으나, 이는 픽셀을 미세화해도 신호 전하량 및 해상도를 보장하고 색 재현력을 향상시키는 것에 관한 것으로, 픽셀의 미세화됨에 따른 감도 감소를 방지할 수 있는 방안은 제안되고 있지 않다.
본 발명은 픽셀이 미세화되는 경우에도 이미지의 감도가 감소되는 것을 방지할 수 있는 이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치는, 렌즈와, 상기 렌즈를 통해 입사되는 광을 원색으로 제한하는 제 1필터 영역, 상기 입사된 광의 모든 파장 대역을 통과시키는 제 2필터 영역, 및 상기 입사된 광의 적외선 파장 대역을 제한하는 제 3필터 영역을 포함하는 필터부, 및 상기 필터부를 통과한 광으로부터 이미지를 센싱하는 이미지 센서부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치의 동작 방법은, 렌즈를 통해 소정 피사체에서 반사된 광을 입사받는 단계와, 상기 렌즈를 통해 입사되는 광을 원색으로 제한하는 제 1필터 영역, 상기 입사된 광의 모든 파장 대역을 통과시키는 제 2필터 영역, 및 상기 입사된 광의 적외선 파장 대역을 제한하는 제 3필터 영역을 통해 상기 입사되는 광을 필터링하는 단계, 및 상기 필터링된 광으로부터 이미지를 센싱하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범수를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치가 도시된 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치(100)는, 렌즈부(110), 필터부(120), 및 이미지 센서부(130)를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서 이미지 촬상 장치(100)는 디지털 카메라 등과 같이, 전하 결합 소자(Charge Coupled Devcie, CCD), 및 금속 산화물 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS) 등의 고체 이미지 센서를 이용하여 소정 피사체에 대한 이미지를 저장할 수 있는 장치로 이해될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치(100)는 디지털 카메라와 같이, 고체 이미지 센서를 구비한 카메라 폰, 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등도 포함할 수 있다.
렌즈부(110)는 입사하는 가시광을 집광하는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있으며, 렌즈의 개수는 용도, 및 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한, 렌즈는, 동일 평면 상에 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 가로방향, 또는 세로방향으로 일렬로 배치되거나 가로*세로의 행렬 형태로도 배치될 수 있다.
필터부(120)는 렌즈부(110)에 의해 집광된 가시광을 필터링하여 소정 파장 대역의 가시광만을 통과시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에서 필터부(120)는 입사하는 가시광을 원색으로 제한하는 제 1필터 영역(121), 입사하는 가시광의 모든 파장 대역을 통과시키는 제 2필터 영역(122), 및 입사하는 가시광에서 적외선 파장 대역을 제한하는 제 3필터 영역(123)을 포함할 수 있다.
제 1필터 영역(121)은, 입사하는 가시광을 원색으로 제한하는 원색 필터로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 원색 필터가 입사하는 가시광을 적색, 및 청색으로 제한하는 적색 필터, 및 청색 필터를 포함하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 원색 필터가 적색 필터, 및 청색 필터를 포함하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로, 이에 한정되지 않고 원색 필터로 입사하는 가시광을 원색인 적색, 녹색, 및 청색 중 두 가지 색으로 제한하는 필터가 사용될 수 있다.
제 2필터 영역(122)은 입사하는 가시광의 모든 파장 대역을 통과시키는 백색(White) 필터로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제 2필터 영역(122)에는 필터가 형성되지 않아 입사하는 가시광의 모든 파장 대역을 통과시킬 수 있다. 이러한 제 2필터 영역(122)는 소정 픽셀에 도달하는 광량을 증가시켜 기존에 제한된 CIS 크기 내에 유효 픽셀 수가 증가하는 경우, 각 픽셀에 도달하는 광량이 감소하여 감도가 감소하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 제 2필터 영역(122)이 백색 필터로 이루어진 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
제 3필터 영역(123)은 입사하는 가시광 중 적외선 파장 대역을 제한하는 적외선 차단 필터가 사용될 수 있다. 이때, 제 3필터 영역(123)에서 입사하는 가시광 중 적외선 파장 대역을 차단하는 것은, 전술한 바와 같은 고체 이미지 센서는 적외선에 대하여 높은 민감도를 가지게 되고, 이로 인해 이미지에 흐림 현상, 변색, 및 안개 효과(Fogging) 등이 발생할 수 있기 때문이다. 이러한 제 3필터 영역(123)은 전술한 제 2필터 영역(122)과 더불어 소정 픽셀에 도달하는 광량을 증가시킬 수 있기 때문에 감도가 감소하는 것을 방지할 수 있게 된다.
이때, 제 2필터 영역(122)에선 입사한 가시광의 모든 파장 대역을 통과시키고, 제 3필터 영역(123)에서는 적외선 파장 대역을 제한하기 때문에, 후술할 이미지 센서부(130)는 제 2필터 영역(122), 및 제 3필터 영역(123)에서 통과한 파장 대 역의 차이를 통해 적외선 파장 대역을 산출할 수 있게 된다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 필터부의 구조가 도시된 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 필터부(120)는, 도 2a, 및 도 2b와 같이, 적색 필터, 및 청색 필터가 인접하고, 백색 필터, 및 적외선 차단 필터가 인접하기 배치될 수도 있으며, 도 2c, 및 도 2d와 같이, 적색 필터, 및 청색 필터와 백색 필터, 및 적외선 차단 필터가 서로 대각선 방향에 배치될 수도 있다.
이때, 필터부(120)에 포함된 각 필터는 픽셀 단위로 형성될 수 있다. 따라서, 적색 필터, 청색 필터, 백색 필터, 및 적외선 차단 필터는 각각 하나의 픽셀에 대응하도록 형성되는 것이다.
또한, 도 2a 내지 도 2b에서 필터부(120)는 4개의 픽셀에 대응하는 4개의 필터를 포함하고 있으나, 이는 단위 영역에 대한 것으로 이미지의 해상도 등에 따라 다수의 필터부(120)가 존재할 수 있다. 다시 말해서, 전술한 고체 이미지 센서에서 본 발명의 필터부(120)가 소정 픽셀을 기준으로 가로방향, 및 세로방향으로 연장되어 형성될 수 있는 것이다.
이미지 센서부(130)는 필터부(120)를 통과한 광을 센싱하여 소정 이미지를 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서부가 도시된 도면이다. 이때, 도 3에 도시된 이미지 센서부(130)는 소정 픽셀에 대한 것으로 이해될 수 있으며, 픽셀 개수에 따라 도 3의 이미지 센서부(130)의 개수가 결정될 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서부(130)는, 기판(131), 기판(131) 상에 형성된 수광 소자(132), 수광 소자(132) 상부에 형성된 금속 배선층(133), 수광 소자(132), 및 금속 배선층(133) 사이에 형성된 제 1절연층(134), 금속 배선층(133) 상부에 형성된 마이크로 렌즈(135), 및 금속 배선층(133)을 절연하기 위한 제 2절연층(136)을 포함할 수 있다.
이때, 수광 소자(132)로는 포토 다이오드, 포토 트랜지스터 및 광도전 소자 등의 광 센서가 사용될 수 있으며, 이러한 수광 소자(132)의 일측에는 인접한 수광 소자와의 분리를 위한 분리막(132)이 형성될 수 있다. 다시 말해서, 분리막(132a)은 각 픽셀당 형성된 수광 소자들을 분리하기 위해 형성된 것이다.
마이크로 렌즈(135)는 수광 소자(132)의 광감도를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로 수광 소자(132)는 소정 픽셀의 모든 영역을 차지하는 것이 아니라, 일부만을 차지하게 된다. 따라서, 소정 픽셀 영역에서 수광 소자(132)가 차지하는 영역의 비율은 1보다 작게 되며 이는 입사되는 광의 일부가 손실됨을 의미한다. 이때, 마이크로 렌즈(135)는 입사하는 광을 모아주기 때문에 수광 소자(132)에 수렴되는 광량을 증가시킬 수 있게 된다.
이때, 동일한 CIS 크기 내에 유효 픽셀 수가 증가한다는 것은, 전술한 이미지 센서부(130)에서 수광 소자(132)의 크기가 작아진다는 것을 의미하게 된다. 수광 소자(132)의 크기가 작아지게 되면, 수광 소자(132)에 도달하는 광량 또한 작아지게 되어 이미지의 감도가 감소하게 된다. 따라서, 전술한 제 2필터 영역(122), 및 제 2필터 영역(123)에 의해 수광 소자(132)로 도달하는 광량을 증가시킬 수 있 기 때문에 이미지의 감도가 감소되는 것을 방지하면서도 고해상도가 가능하게 된다.
이러한 이미지 센서부(130)는 전술한 백색 필터, 및 적외선 차단 필터를 통과한 광을 통해 적외선 파장 대역을 산출할 수 있으며, 산출된 적외선 파장 대역을 적색 필터, 및 청색 필터를 통과한 광에서 제거함으로써, 적외선 파장 대역이 차단된 적색, 및 청색을 얻을 수 있게 된다.
구체적으로, 이미지 센서부(130)는 백색 필터를 통과한 광을 IWIR이라 하고, 적외선 차단 필터를 통과한 광을 IW라 하면, 적외선 파장 대역 IIR은 IIR=IWIR-IW를 통해 얻을 수 있다. 이때, 이미지 센서부(130)는 적색 필터를 통과한 광을 IR이라 할 경우, 적외선 파장 대역을 제거하여 보정한 적색 IR'은 IR'= IR-IIR 을 통해 얻을 수 있다. 이 때, 청색 필터를 통과한 광의 경우에는 적외선 파장 대역이 존재하지 않기 때문에 전술한 적색 필터와 같이 적외선 파장 대역을 통한 보정은 이루어지지 않게 된다.
또한, 이미지 센서부(130)는 전술한 바와 같이 얻어진 적외선 파장 대역 통해 적외선 파장 대역을 제거한 백색을 Iw'를 얻을 수 있게 되며, IW'는 IW'=(IWIR+IW-IIR)/2을 통해 얻을 수 있다. 따라서, 백색 필터와 적외선 차단 필터를 통과한 광에서 적외선 파장 대역을 제거하고, 적외선 파장 대역을 제거한 결과를 2로 나눈 것은, 백색 필터와 적외선 차단 필터를 통해 백색이 동시에 입사되므로 이들의 평균 을 구하기 위해서이다.
한편, 이미지 센서부(130)는 고조도 상태에서는 전술한 바와 같이 적외선 파장 대역을 제거한 백색 IW'를 IW'=(IWIR+IW-IIR)/2 와 같이 얻을 수 있으나, 저조도 상태에서는 적외선 파장 대역을 제거하지 않을 수 있다. 이는 저조도 상태에서는 피사체의 윤곽이 정확하지 않기 때문에 적외선 파장 대역을 제거하지 않을 수 있다. 다시 말해서, 저조도 상태에서는 백색 파장 대역 IW'은 IW'= (IWIR+IW+IIR)/2를 통해 얻을 수 있는 것이다.
한편, 이미지 센서부(130)는 전술한 백색 IW'을 통해 적색, 및 청색에 대한 백색 밸런싱을 조절할 수 있으며, 백색 밸런싱이 조절된 적색, 및 청색을 통해 보간법(Interpolation)을 통한 디모자이킹(Demosaicing)을 수행할 수 있다. 이때, 전술한 백색 IW'을 참조하여 디모자이킹된 적색, 및 백색을 각각 IR" 및 IB"라 칭하기로 한다.
또한, 이미지 센서부(130)는 적색, 청색, 및 백색을 통해 원색인 RGB에서 색차신호인 YCrCb로의 변환을 간소화시킬 수 있다. 일반적으로 원색, 및 색차 신호의 관계는, Y=aR+bG+cB, Cr=R-Y, Cb=B-Y이므로, 백색 IW'이 곧 휘도 Y가 되어 Y=IW'가 되고, Cr=IR"-IW'가 되며, Cb=IB"-IW'가 되어 변환을 간소화시킬 수 있는 것이다. 따라서, 녹색 필터를 사용하지 않고도 용이한 컬러 맵핑이 가능하게 된다. 따라서, 녹색 필터가 사용되지 않은 경우에도 원색에서 색차 신호로의 변환이 가능한 동시 에 그 변환이 원색인 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터를 모두 사용한 경우에 비하여 간소화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치의 동작 방법이 도시된 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 촬상 장치의 동작 방법은, 먼저 렌즈부(110)를 통해 가시광이 입사하면(S110), 필터부(120)는 각 필터 영역에서 입사한 가시광을 필터링하게 된다(S120). 구체적으로, 전술한 S120 단계는, 필터부(120)의 제 1필터 영역(121)에서, 두 가지의 원색 필터를 통해 입사한 가시광을 두 가지의 원색으로 제한하고(S121), 제 2필터 영역(122)에서, 백색 필터를 통해 모든 파장 대역을 통과시키며(S122), 제 3필터 영역(122)에서 적외선 차단 필터를 통해 입사한 가시광에서 적외선 파장 대역을 제한하게 된다(S123). 이때, 전술한 S121, S122, 및 S123 단계가 순서에 따라 이루어지는 경우의 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로, 전술한 S121, S122, 및 S123 단계는 동시에 이루어질 수도 있고, 그 순서가 바뀔 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 제 1필터 영역(121)은, 입사한 가시광을 적색으로 제한하는 적색 필터, 및 입사한 가시광을 청색으로 제한하는 청색 필터로 이루어진 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
이미지 센서부(130)는 백색 필터를 통과한 광, 및 적외선 차단 필터를 통과한 광을 통해 적외선 파장 대역을 산출하게 된다(S130). 다시 말해서, 전술한 바와 같이, 백색 필터를 통과한 광을 IWIR라 하고, 적외선 차단 필터를 통과한 광을 IW이라 하면, 적외선 파장 대역 IR은 IR=IWIR-IW을 통해 산출될 수 있다.
이미지 센서부(130)는 산출된 적외선 파장 대역을 통해 전술한 원색 필터를 통과한 광을 보정하게 된다(S140). 예를 들어, 적색 필터를 통과한 광은 적외선 파장 대역을 포함하고 있기 때문에 적색 필터를 통과한 적색의 파장 대역에서 산출된 적외선 파장 대역을 제거함으로써, 적색 필터를 통과한 적색을 보정하는 것이다. 한편, 청색 필터를 통과한 광은 적외선 파장 대역을 포함하고 있지 않기 때문에 산출된 적외선 파장 대역을 통한 보정은 이루어지지 않게 된다.
이미지 센서부(130)는 백색 필터, 및 적외선 차단 필터에서 통과한 광을 통해 백색의 평균을 산출하게 된다(S150). 다시 말해서, 전술한 백색 필터, 및 적외선 차단 필터를 통해 백색이 동시에 입사되므로, 두 필터를 통해 입사한 백색에서 전술한 S130단계에서 산출된 적외선 파장 대역을 제거한 후, 2로 나누어 그 평균을 산출하는 것이다.
이미지 센서부(130)는 S150단계에서 산출된 백색 평균을 통해 보정된 적색, 및 청색의 백색 밸런싱을 조절하고(S160), 각 픽셀에서의 백색 평균을 근거로 하여 적색, 및 청색에 대해 디모자이킹을 수행한다(S170).
이후, 이미지 센서부(130)는 디모자이킹이 수행된 이미지에 대해 감마 보정 등의 과정을 거치게 되고(S180), 감마가 보정된 이미지를 소정의 디스플레이 모듈을 통해 디스플레이하게 된다(S190).
본 발명의 실시예에서 사용되는 용어 중 '부'는 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 부는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 부는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 부는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 부는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 부들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 부들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 부들로 더 분리될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 영상 기기의 화질 보정을 위한 장치, 및 방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 이미지 촬상 장치, 및 그 동작 방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
백색 필터, 및 적외선 차단 필터의 사용으로 인해 소정 픽셀에 도달하는 광 량을 증가시켜 감도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
원색 필터 사이에 백색 필터가 존재하기 때문에 광손실, 및 신호 간섭(Crosstalk)을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
원색 필터, 및 백색 필터와 함께 적외선 차단 필터를 형성하고, 녹색 필터를 사용하지 않기 때문에 제조 공정이 간소화될 수 있는 효과가 있다.
원색 신호 추출 후, 색차 신호의 변환 없이 백색, 적색, 및 청색을 통해 직접 변환이 가능하므로 신호 처리가 간소화될 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 렌즈;
    상기 렌즈를 통해 입사되는 광을 원색으로 제한하는 제 1필터 영역, 상기 입사된 광의 모든 파장 대역을 통과시키는 제 2필터 영역, 및 상기 입사된 광의 적외선 파장 대역을 제한하는 제 3필터 영역을 포함하는 필터부; 및
    상기 필터부를 통과한 광으로부터 이미지를 센싱하는 이미지 센서부를 포함하고,
    상기 이미지 센서부는, 상기 제 2필터 영역, 및 상기 제 3필터 영역을 통과한 광을 센싱하여 적외선 파장 대역을 산출하고, 상기 제 2필터 영역, 및 상기 제 3필터 영역을 통과한 광에서 상기 산출된 적외선 파장 대역을 제거하고, 상기 적외선 파장 대역이 제거된 상기 제 2필터 영역, 및 상기 제 3필터 영역을 통과한 광의 평균을 통해 휘도를 산출하는 이미지 촬상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1필터 영역은, 상기 입사되는 광을 두 가지의 원색으로 제한하는 원색 필터로 이루어지는 이미지 촬상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 원색 필터는, 적색 필터, 청색 필터 및 녹색 필터 중의 두 가지 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 촬상 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2필터 영역은, 백색 필터로 이루어지는 이미지 촬상 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3필터 영역은, 적외선 차단 필터로 이루어지는 이미지 촬상 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 센서부는, 저조도 상태에서는, 상기 제 2필터 영역, 및 상기 제 3필터 영역을 통과한 광에 상기 산출된 적외선 파장 대역을 더하고, 상기 적외선 파장 대역이 더해진 상기 제 2필터 영역, 및 상기 제 3필터 영역을 통과한 광의 평균을 통해 휘도를 산출하는 이미지 촬상 장치.
  7. 제 1 항 또는 6 항에 있어서,
    상기 이미지 센서부는, 상기 산출된 적외선 파장 대역을 상기 제 1필터 영역을 통과한 광으로부터 센싱된 원색에서 제거함으로써, 상기 센싱된 원색을 보정하는 이미지 촬상 장치.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 이미지 센서부는, 상기 보정된 원색, 및 상기 산출된 휘도를 통해 색차 신호를 산출하고,
    상기 산출된 휘도, 및 상기 산출된 색차 신호를 통해 이미지를 센싱하는 이미지 촬상 장치.
  10. 렌즈를 통해 소정 피사체에서 반사된 광을 입사받는 단계;
    상기 렌즈를 통해 입사되는 광을 원색으로 제한하는 제 1필터 영역, 상기 입사된 광의 모든 파장 대역을 통과시키는 제 2필터 영역, 및 상기 입사된 광의 적외선 파장 대역을 제한하는 제 3필터 영역을 통해 상기 입사되는 광을 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 광으로부터 이미지를 센싱하는 단계를 포함하고,
    상기 이미지를 센싱하는 단계는,
    상기 제 2필터 영역, 및 상기 제 3필터 영역을 통과한 광을 센싱하여 적외선 파장 대역을 산출하는 단계;
    상기 제 2필터 영역, 및 상기 제 3필터 영역을 통과한 광에서 상기 산출된 적외선 파장 대역을 제거하는 단계; 및
    상기 적외선 파장 대역이 제거된 광의 평균을 통해 휘도를 산출하는 단계를 포함하는 이미지 촬상 장치의 동작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1필터 영역은, 상기 입사되는 광을 두 가지의 원색으로 제한하는 원색 필터로 이루어지는 이미지 촬상 장치의 동작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 원색 필터는, 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터 중의 두가지 필터를 포함하는 이미지 촬상 장치의 동작 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2필터 영역은, 백색 필터로 이루어지는 이미지 촬상 장치의 동작 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3필터 영역은, 적외선 차단 필터로 이루어지는 이미지 촬상 장치의 동작 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 이미지를 센싱하는 단계는,
    상기 산출된 적외선 파장 대역을 상기 제 1필터 영역을 통과한 광으로부터 센싱된 원색에서 제거함으로써 상기 제 1필터 영역을 통과한 원색을 보정하는 단계;
    상기 보정된 원색, 및 상기 산출된 휘도를 통해 색차 신호를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 휘도, 및 상기 산출된 색차 신호를 통해 이미지를 센싱하는 단계를 더 포함하는 이미지 촬상 장치의 동작 방법.
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