KR101730125B1 - 이미징을 위한 다이크로익 컷 필터 - Google Patents

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Abstract

광각 이미징을 위한 이미지 디바이스는 광각 다이크로익 컷 필터와 통합된 광학 시스템을 포함할 수 있다. 다이크로익 컷 필터는 광의 UV 및 IR 파장은 차단하고 가시광은 투과시키는 UV/IR(ultra-violet/infrared) 컷 필터일 수 있다. 다이크로익 컷 필터는 그것의 표면을 따라 사실상 균일한 입사각에서 광선을 수신하는 광학 시스템에서의 렌즈 표면에 인접하게 배치된다. 예를 들어, 다이크로익 컷 필터를 갖춘 렌즈는 모든 광선을 렌즈 표면에 수직인 입사각에서 수신할 수 있다. 그에 따라, 다이크로익 컷 필터의 통과 대역 특성은 모든 광선에 대해 일관된 상태를 유지한다. 또한, 다이크로익 컷 필터는 역반사광을 이미지 센서로부터 멀어지도록 반사하기 위해 이미지 디바이스의 애퍼처 부분에 배치될 수도 있다.

Description

이미징을 위한 다이크로익 컷 필터 {DICHROIC CUT FILTER FOR IMAGING}
<관련 출원에 대한 상호 참조>
이 출원은, 그 전체가 여기에 참고 문헌으로써 포함되어 있는, "Dichroic Cut Filter for Wide-Angle Imaging"이라는 명칭으로 2008년 2월 8일에 출원된 미국 가출원 제61/027,338호(SKGF Ref. No. 2525.0820000)에 대한 이익을 주장한다. 또한, 이 출원은, 그 전체가 여기에 참고 문헌으로써 포함되어 있는, "Reducing Flare in a Lens Having a Dichroic Filter"라는 명칭으로 2008년 2월 8일에 출원된 미국 가출원 제61/027,334호(SKGF Ref. No. 2525.1230000)에 대한 이익을 주장한다.
본 발명의 실시예는 일반적으로 이미지 형성(imagery) 분야에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 발명의 실시예는 바람직스럽지 못한 광 파장은 이미지 센서에 도달하지 못하도록 차단하고 이미지 디바이스에서의 역반사는 최소화하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 실시예는 다이크로익 컷 필터를 포함하는 광학 시스템에서 플레어를 감소시키는 것에 관한 것이다.
다이크로익 컷 필터(dichroic cut filter)는 이미지 디바이스의 광학 시스템에서 다른 파장은 반사하면서 특정 파장 범위의 광은 선택적으로 통과시키는데 사용된다. 이미지 애플리케이션에서, 흔히 사용되는 다이크로익 컷 필터는 UV/IR(ultraviolet/infrared) 컷 필터이다. UV/IR 컷 필터는 UV 및 IR 파장 광은 차단하고 가시광은 투과시키는데 사용된다. 기존의 UV/IR 컷 필터는 특정한 파장 주파수 응답을 실현하기 위해 투명한 표면에 적층되는 가변 굴절률의 박막이다.
UV/IR 컷 필터의 통과 대역은 거기에 충돌하는 광의 입사각에 따라 달라질 수 있다. 필터 투과 곡선의 통과 대역 특성이 변화하는 입사각에 따라 달라지므로, 최적 각도 범위 밖에서 광이 수신되는 경우, UV/IR 컷 필터는 원치않는 광을 검출기쪽으로 누출시키고 투과시킬 수 있다. 다음으로는, 이미지의 색상 재현성이 더 큰 문제가 된다.
CMOS 및 CCD 센서와 같은, 디지털 카메라 센서는 대략 380nm에서 적어도 1OOOnm까지의 파장에 민감하다. 반면에, 인간의 눈은 약 400-700nm 범위에 해당되는 색상만을 처리할 수 있다. 그에 따라, 인간의 눈에 가시적인 색상만으로 이미지를 처리하기 위해서는, 광의 짧고(예를 들어, < 380nm) 긴(예를 들어, > 700nm) 파장은 이미지로부터 필터링되어야 한다. 이들 바람직스럽지 못한 광 파장을 필터링하기 위한 한가지 기술이 UV 컷 필터를 이용해 좀더 짧은 광 파장을 필터링하고 IR 컷 필터를 이용해 좀더 긴 광 파장을 필터링하는 것이다. 이들 컷 필터는, 인간의 눈에 가시적인 광 파장은 투과시키면서, 좀더 짧고 긴 광 파장은 감쇠시킨다.
2 종류의 컷 필터: 흡수(absorptive) 컷 필터 및 반사(reflective) 컷 필터가 존재한다. 흡수 컷 필터는 광학 유리에 배치되는 특수 염료로써 만들어지는 한편, 반사 컷 필터는 광학 표면에 배치되는 수개의 서브파장 재료층으로 이루어진다. 반사 컷 필터를 다이크로익 컷 필터라고도 할 수 있다. 도 1은 UV/IR 컷 필터를 위한 투과 곡선을 예시하는데, 이 경우, 필터는 통과 대역(120)내의 광은 투과시키고 컷 대역(110 및 130) 바깥의 광은 감쇠시킨다. 흡수 및 반사 컷 필터가 통과 대역(120)내에서는 대부분의 광을 투과시키고(예를 들어, > 90% 광 투과) 컷 대역(110 및 130)내에서는 대다수 광 파장을 차단하는데(예를 들어, < 10% 광 투과), 이 경우, 컷 대역(110 및 130)은, 예를 들어, 20-50nm에 미칠 수 있다.
필터가 통과 대역(120)내의 광 파장을 투과시킬 뿐만 아니라 이미지 센서에 대한 "플레어" 효과 또한 감소시키도록 날카로운 컷 대역의 UV/IR 컷 필터를 설계하는 것이 바람직스럽다. 플레어는 도 2에서 예시되는 이미지 디바이스(200)와 관련하여 논의될 것이다. 도 2는 광학 시스템(202)과 더불어 UV/IR 컷 필터(205)를 통합하는 이미지 디바이스(200)를 예시한다. 디지털 일안 반사식 카메라(digital single-lens reflex camera)가 이미지 센서(201)와 광학 시스템(202) 사이에 UV/IR 컷 필터(205)가 배치되는 이미지 디바이스의 실례이다. 플레어는 광학 시스템(202)에서 2 이상의 표면으로부터 반사한 후에 이미지 센서(201)에 도달하는 광(207)을 의미한다. 예를 들어, 도 2에서 예시되는 바와 같이, 이미지 광(203)은 애퍼처(206)를 통해 광학 시스템(202)에 진입하고, 광학 시스템(202)을 통과한 다음, UV/IR 컷 필터(205)의 표면으로부터 반사광(207)으로서 반사할 수 있다. 반사광(207)은 이미지 센서(201)에 도달하기 전에 렌즈 표면(204)에 의해 UV/IR 컷 필터(205)를 통해 도로 반사된다. 그 다음, 반사광(207)은 이미지 센서(201)에 고스트 이미지가 나타나게 한다. 반사광(207)은 광학 시스템(202)의 여러 표면으로부터 반사할 수 있다. 예를 들어, 반사광(207)은 광학 시스템(202)의 조립품에서의 벽, 광학 시스템(202)에서의 먼지 입자, 광학 시스템(202)의 광학 표면에서의 결함, 또는 광학 시스템(202)에서의 공기/유리 인터페이스로부터 반사할 수 있다. 반사광(207)에 의해 발생되는 각각의 고스트 이미지는 일차 이미지로부터의 광(예를 들어, 주광선(chief ray of light))보다 작은 휘도 차수(orders of magnitude)를 가질 수 있다. 그러나, 시야(field of view)에 광원(bright source)을 (예를 들어, 배경에 태양을) 갖춘 이미지 애플리케이션에서는, 플레어로 인한 휘도의 차수가 훨씬 크다.
이미지 디바이스(200)에서의 플레어 효과는, 광학 시스템(202)에 진입하여 이미지 센서(201)에 도달하는, UV/IR 컷 필터의 통과 대역 바깥에 위치하는 광에 의해 강화될 수 있다. 예를 들어, 컷 대역(110 및 130)내에서, UV/IR 컷 필터(205)는 컷 대역(110 및 130)의 중간에서 대략 광의 50%를 반사하고 광의 50%를 투과시킨다. 그에 따라, UV/IR 컷 필터(205)로부터의 플레어는, 50% 광 투과와 더불어, 1개의 0.5% 광 반사 및 1개의 50% 광 반사를 구비할 수 있다(주: 대다수 플레어는 2개의 0.5% 광 반사를 구비한다). 결과적으로, UV/IR 컷 필터(205)는, 통과 대역(120)에서의 플레어로부터의 에너지에 비해, 컷 대역(110 및 130)에서의 플레어로부터 좀더 많은 에너지를 통과시킨다. 플레어로부터의 에너지는 컷 대역(110 및 130)의 폭이 증가함에 따라 증가한다. 예를 들어, 소정 통과 대역에 대해, 플레어로부터의 에너지는, 컷 대역(110 및 130)이, 예를 들어, 20nm에서 40nm로 증가함에 따라 대략 50% 증가할 수 있다. 따라서, 이미지 센서(201)에 의해 수신되는 추가 광은 이미지 디바이스(200)에 의해 처리되는 이미지의 SNR(signal/noise ratio)을 감소시키고 결과적인 이미지에 혼란스러운 아티팩트를 추가한다.
상기한 관점에서, 필요한 것은 이미지 디바이스내에서 원치않는 광 파장의 투과 및/또는 플레어를 감소시키는 UV/IR 컷 필터이다.
높은 색상 재현성의 이미지를 획득하기 위해, UV/IR 컷 필터의 통과 대역을 벗어난 광 파장의 감쇠는 증가되어야 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 이미지 디바이스에서의 광각 이미징을 위한 장치는 광각 다이크로익 컷 필터와 통합된 광학 시스템을 포함할 수 있다. 광학 시스템내에서, 다이크로익 컷 필터는 광학 시스템에서의 렌즈 표면에 인접하게 배치될 수 있고 필터 표면이 모든 주광선에 대해 대략적으로 직교하는 곡률을 가질 수 있다. 예를 들어, 다이크로익 컷 필터는 이미지 디바이스의 애퍼처에 인접한 렌즈 표면에 배치될 수 있고, 이 경우, 렌즈는 그것의 표면을 따라 수직인 입사각에서 주광선을 수신한다. 또한, 이 위치에서는, 다이크로익 컷 필터가 이미지 센서에 대한 광의 역반사를 최소화할 수 있고 광의 역반사가 이미지 센서로부터 멀어지도록 유도할 수 있다.
다른 실시예에서, 이미지 디바이스에서의 광각 이미징을 위한 방법은 다음 단계: 이미지 대상(imaged object)으로부터 주광선을 수신하는 단계; 및 주광선을 광각 다이크로익 컷 필터와 통합된 광학 시스템을 통해 이미지 센서쪽으로 유도하는 단계를 포함할 수 있다. 더 나아가, 최소의 역반사로써 광각 이미지를 발생시키기 위한 방법 또한 역반사광을 이미지 센서로부터 멀어지도록 유도하는 단계를 포함할 수 있다. 광을 이미지 센서쪽으로 유도하는 단계에서, UV/IR 컷 필터는 광학 시스템에서의 렌즈 표면에 인접하게 배치되어 이미지 디바이스에 의해 수신되는 모든 주광선에 대해 사실상 일관된 투과 곡선을 유지할 수 있다. 이 렌즈는 그것의 표면을 따라 사실상 균일한 입사각에서 주광선을 수신할 수 있다.
높은 색상 재현성의 이미지를 획득하기 위해, 시야에 광원이 상주하는 환경에서, 플레어는 최소화되어야 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한 장치는 통합된 광학 시스템에 배치되는 흡수 UV 컷 필터 및 광학 시스템에서의 렌즈에 배치되는 다이크로익 IR 컷 필터를 포함할 수 있다. 다이크로익 IR 컷 필터는 다이크로익 IR 컷 필터에 진입하는 이미지 광(예를 들어, 주광선)의 입사각보다 큰 입사각에서 광학 시스템의 하나 이상의 표면으로부터 반사되는 광을 수신한다. 흡수 UV 컷 필터는 이미지 디바이스의 이미지 센서에 도달하는 광으로부터 UV-파장 광의 반사를 감소시키는데 사용될 수 있다. 더 나아가, 다이크로익 IR 컷 필터는, 다이크로익 IR 컷 필터에 충돌하는 IR-파장 반사광의 입사각이 다이크로익 컷 필터에 충돌하는 이미지 광의 입사각과 관련하여 증가함에 따라, IR-파장 광의 반사를 감소시키는데 사용될 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 이미지 디바이스는 다이크로익 UV 컷 필터 및 흡수 IR 컷 필터를 포함할 수 있고, 그에 따라, 다이크로익 UV 컷 필터는 다이크로익 UV 컷 필터에 진입하는 이미지 광의 입사각보다 작은 입사각에서 광학 시스템의 하나 이상의 표면으로부터 반사되는 광을 수신한다.
또 다른 실시예에서, 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한 방법은 다음 단계: 반사광을 수신하는 단계; 및 흡수 UV 컷 필터 및 다이크로익 IR 컷 필터와 통합된 광학 시스템을 통해 반사광을 이미지 센서로부터 멀어지도록 유도하는 단계를 포함할 수 있다. 다이크로익 IR 컷 필터는 광학 시스템에서의 렌즈에 배치될 수 있고, 이 경우, 다이크로익 IR 컷 필터는 다이크로익 IR 컷 필터에 진입하는 이미지 광의 입사각보다 큰 입사각에서 반사광을 수신할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한 방법은 다음 단계: 반사광을 수신하는 단계; 및 흡수 IR 컷 필터 및 다이크로익 UV 컷 필터와 통합된 광학 시스템을 통해 반사광을 이미지 센서로부터 멀어지도록 유도하는 단계를 포함할 수 있다. 다이크로익 UV 컷 필터는 광학 시스템에서의 렌즈에 배치될 수 있고, 이 경우, 다이크로익 UV 컷 필터는 다이크로익 IR 컷 필터에 진입하는 이미지 광의 입사각보다 작은 입사각에서 반사광을 수신할 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예, 사양, 및 이점 뿐만 아니라 다양한 실시예의 구조 및 동작이 첨부 도면을 참조하여 다음에서 상세하게 설명된다.
본 발명은 다음의 첨부 도면에서 한정이 아닌 일례로써 예시된다.
도 1은 UV/IR 컷 필터를 위한 투과 곡선의 통과 대역 및 컷 대역 영역을 예시한다.
도 2는 이미지 디바이스의 광학 시스템에서의 반사광으로부터의 플레어를 예시한다.
도 3은 광학 시스템을 갖춘 기존의 이미지 디바이스를 예시한다.
도 4는 UV/IR(ultra-violet/infrared) 컷 필터를 위한 투과 곡선의 실례를 예시한다.
도 5는 이미지 센서의 검출기 평면쪽으로의 역반사 광으로 인한 UV/IR 컷 필터를 위한 투과 곡선의 확장 실례를 예시한다.
도 6은 기존의 이미지 디바이스의 애퍼처를 향해 이동하는 이미지 대상으로부터의 광의 역반사를 예시한다.
도 7은 기존의 이미지 디바이스에서 이미지 센서의 검출기 평면을 향해 이동하는 이미지 대상으로부터의 광의 역반사를 예시한다.
도 8은 외장 다이크로익 컷 필터를 갖춘 기존의 이미지 디바이스를 예시한다.
도 9는 이미지 디바이스에서의 광각 이미징을 위한 통합된 광학 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 10은 다이크로익 컷 필터의 투과 곡선에 중첩된 광역 반사 방지 코팅의 신호 특징의 실례를 예시한다.
도 11은 이미지 디바이스에서의 광각 이미징을 위한 통합된 광학 시스템의 일 실시예에서의 이미지 대상으로부터의 광의 역반사를 예시한다.
도 12는 이미지 디바이스에서의 광각 이미징을 위한 방법의 일 실시예를 예시한다.
도 13은, 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한, 흡수 UV 컷 필터 및 다이크로익 IR 컷 필터와 통합된 광학 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 14는, 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한, 흡수 UV 컷 필터 및 다이크로익 IR 컷 필터와 통합된 광학 시스템의 일 실시예에서의 플레어 감소를 예시한다.
도 15는 다이크로익 UV/IR 컷 필터의 투과 곡선을 예시한다.
도 16은 다이크로익 UV/IR 컷 필터의 투과 곡선에서의 IR 컷 대역의 확장을 예시한다.
도 17은, 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한, 흡수 UV 컷 필터 및 다이크로익 IR 컷 필터와 통합된 광학 시스템의 다른 실시예에서의 플레어 감소를 예시한다.
도 18은, 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한, 흡수 IR 컷 필터 및 다이크로익 UV 컷 필터와 통합된 광학 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 19는 다이크로익 UV/IR 컷 필터의 투과 곡선에서의 UV 컷 대역의 확장을 예시한다.
도 20은 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한 방법의 일 실시예를 예시한다.
다이크로익 컷 필터는 이미지 디바이스의 광학 시스템에서 다른 색상은 반사하면서 특정된 색상 범위의 광을 선택적으로 통과시키는데 사용된다. 이미지 애플리케이션(예를 들어, 고해상도 이미지 애플리케이션)에서, 흔히 사용되는 다이크로익 컷 필터가 UV/IR(ultra-violet/infrared) 컷 필터이다. 광의 UV(ultra-violet) 및 IR(infrared) 파장을 차단하는데 사용될 수 있는 B+W 486 간섭 필터가 다이크로익 UV/IR 컷 필터의 실례이다. UV/IR 컷 필터는 광의 UV 및 IR 파장은 차단하고 가시광은 투과시키는데 사용된다. 기존의 UV/IR 컷 필터는 특정한 파장 주파수 응답을 실현하기 위해 투명한 표면에 적층되는 가변 굴절률의 박막이다. 도 3은 UV/IR 컷 필터(303)가 투명한 평판(304)의 표면을 따라 배치되는 기존의 이미지 디바이스(300)를 예시한다. 도 3의 이러한 렌즈 구성에서, 이미지 대상으로부터의 주광선(306)이 이미지 디바이스(300)의 애퍼처(305)에 진입한다. 광(306)은 광학 시스템(302)에 의해 이미지 센서(301)를 향해 유도된 다음, 이미지 디바이스(300)에 의한 추가 처리를 위해 이미지 센서(301)에 의해 수신되기 전에 UV/IR 컷 필터(303)에 의해 필터링된다.
도 4는 UV/IR 컷 필터(303)를 위한 예시적 투과 곡선을 예시한다. 도 3에서의 투과 곡선은 가시광 스펙트럼(예를 들어, 바이올렛에 해당되는 400nm 및 레드에 해당되는 700nm)의 색상은 통과시키고 컷 필터의 통과 대역 바깥에 해당되는 광 파장은 감쇠시킨다. 감쇠된 파장이 인간의 눈에는 보이지 않지만, 이미지 디바이스(300)는 이들 파장에 민감하고 여전히 신호 정보를 처리할 수 있기 때문에, 이들 파장은 차단하는 것이 바람직스럽다.
UV/IR 컷 필터(303)의 투과 곡선은 광선이 필터에 충돌하는 입사각에 따라 달라진다. 예를 들어, 이미지 디바이스(300)가 광각 이미지를 캡처하는데 사용된다면, 이미지로부터의 일부 광선은 최적 각도보다 좀더 큰 각도에서 컷 필터(303)에 진입할 수 있다. 이들 광각 이미지를 위해, 컷 필터 투과 곡선의 통과 대역 특성이 확장할 수 있고 바람직스럽지 못한 광 파장을 이미지 센서(301)쪽으로 통과시킬 수 있다. 결과적인 예시적 투과 곡선이 도 5에 예시되는데, 이 경우, 광각 광선은 필터가 700nm보다 큰 광 파장을 이미지 센서(301)를 통해 통과시킬 수 있게 하고 이미지 센서(301)에 의해 처리될 수 있게 한다. 도 5의 실례에서, UV/IR 컷 필터(303)로부터의 광은 가시 스펙트럼을 벗어난 파장의 처리로 인해 이미지 디바이스(300)에 의해 발생되는 처리된 이미지에서 불그스름한 색쪽으로 나타날 수 있다.
추가적으로, 입사광의 일부가 이미지 센서(301)의 검출기 평면으로부터 반사할 수 있다. 이 효과를, 그것의 입사각과 무관하게 그것의 소스쪽으로 되돌아가는 광 반사를 의미하는 역반사라고 한다. 이미지 디바이스(300)에서, 광의 역반사는 2개의 경로 중 하나를 따라 이동할 수 있다. 첫번째로는, 도 6에서 예시되는 바와 같이, 입사광이 애퍼처(305)로 진입하고, 광학 시스템(302) 및 UV/IR 컷 필터(303)를 통해 이동한 다음, 이미지 센서(301)의 검출기 평면에 충돌한다. 입사광은 이미지 센서(301)의 검출기 평면으로부터 반사하고, 광학 시스템(302)을 다시 통과한 다음, 예를 들어, 애퍼처(305)를 통해 이미지 디바이스(300)를 벗어날 수 있다. 이미지 센서(301)로부터의 광 반사를 역반사라고 할 수 있다. 두번째로는, 도 7에서 예시되는 바와 같이, 역반사가 UV/IR 컷 필터(303)에 충돌하는 입사광의 초기 입사각과는 상이한 입사각에서 UV/IR 컷 필터(303)쪽으로 다시 반사되는 광을 발생시킬 수 있다. 입사각이 사실상 변화하면, UV/IR 컷 필터(303)는 역반사광을 광학 시스템(302)을 통해 다시 통과시킬 수 없는 대신 역반사광을 검출기쪽으로 도로 반사시킬 수 있다. 이것이 대상의 바람직스럽지 못한 이미지를 초래할 수 있다.
도 8은 외장 다이크로익 UV/IR 컷 필터(801)가 그것의 애퍼처(305)에 결합되는 또 하나의 기존의 이미지 디바이스(800)를 예시한다. 광의 UV 및 IR 파장을 차단하는데 사용될 수 있는 B+W 486 간섭 필터가 외장 다이크로익 컷 필터(801)의 실례이다. B+W 486 간섭 필터는 이미지 디바이스(800)의 애퍼처(305)에 탑재될 수 있다. 당업자에게 공지되어 있는 다른 외장 다이크로익 컷 필터도 사용될 수 있다.
이미지 디바이스(800)의 단점은 외장 다이크로익 컷 필터(801)에 의해 수신되는 광이 필터의 표면으로 인해 광범위한 입사각을 가진다는 것이다. 도 8은 달라지는 입사각에서 외장 다이크로익 필터(801)에 의해 수신되는 입사광선(810)을 예시한다. 광(810)의 광범위한 입사각의 결과로서, 외장 다이크로익 컷 필터(801)의 투과 곡선은 각 광선의 입사각 각각에 대해 이동한다. 도 5와 관련하여 설명된 바와 같이, 투과 곡선에서의 이동은 바람직스럽지 못한 광 파장을 이미지 센서(301)쪽으로 통과시킬 수 있고, 그에 따라, 이미지 디바이스(800)에 의해부정확한 색상의 이미지가 발생될 수 있다.
외장 다이크로익 필터(801)가 일부 이미징 애플리케이션에는 적당할 수 있지만, 광각 이미지를 포함하는 애플리케이션에는 적합하지 않을 것이다. 이미지 디바이스의 광학 시스템에 렌즈를 사용하는 경우, 바람직스럽지 못한 광 파장이 이미지 센서에 도달하는 것을 방지하고, 역반사를 최소화하며, 이미지에서 높은 색상 재현성을 유지하면서, 광각 다이크로익 컷 필터가 구현될 수 있다.
설명의 목적을 위한 다음 기술에서는, 본 발명에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 기술된다. 그러나, 당업자라면, 본 발명이 이러한 특정 세부 사항없이도 실시될 수 있다는 것을 분명히 알 수 있을 것이다. 다른 경우로서, 이 기술에 대한 이해를 필요없이 불명료하게 하는 것을 방지하기 위해, 주지의 회로, 구조, 및 기술은 상세하게 표시되지 않고 블록도로 표시된다.
본 기술에서의 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 그 실시예와 관련하여 설명되는 특정 사양, 구조, 또는 특징이 본 발명의 적어도 일 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 이 기술에서의 다양한 장소에 위치하는 "일 실시예에서"라는 문구가 반드시 동일한 실시예를 언급할 필요는 없다.
일 실시예에서, 여기에서 설명되는 장치 및 방법은 디지털 일안 반사식 카메라 및 디지털 스캐너와 같은 다양한 이미지 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 다른 방법으로, 여기에서의 장치 및 방법이 다른 유형의 이미지 디바이스와 함께 사용될 수도 있다.
도 9는 광학 시스템(901) 및 광각 다이크로익 컷 필터(902)를 갖춘 이미지 디바이스(900)의 일 실시예를 예시한다. 광학 시스템(901)은 이미지 디바이스(900)에 통합되는데, 여기에서 광학 시스템(901)은 애퍼처(305)로부터 수신되는 주광선을 이미지 센서(301)쪽으로 통과시킨다. 광학 시스템(901)은 이미지 대상으로부터 주광선을 수신하고 주광선을 이미지 센서(301)의 검출기 평면쪽으로 투사하는 하나 이상의 렌즈(903-907)를 포함할 수 있다. 당업자에게 광학 시스템은 주지의 사실이다.
다이크로익 컷 필터(902)는 다른 파장은 반사하면서 특정 파장 범위를 선택적으로 통과시키는데 사용될 수 있다. 다이크로익 컷 필터(902)의 실례가 광의 UV 및 IR 파장은 차단하고 가시광은 투과시키는데 사용되는 UV/IR 컷 필터이다. 다른 방법으로, 다른 다이크로익 컷 필터가 사용될 수도 있다. 이미지 디바이스(900) 및 광학 시스템(901)의 기술에서 그리고 이 출원 전체에서 언급되는 특정 광 파장은 한정하기 위한 것이 아니라 예시적 목적을 위한 것이다. 당업자라면, 여기에서의 논의에 기초해 이미지 디바이스(900) 및 광학 시스템(901)을 위한 다른 파장 애플리케이션을 알 수 있을 것이다. 이들 다른 파장 애플리케이션도 본 발명의 범위 및 정신내에 해당된다.
도 9에서 예시되는 바와 같이, 다이크로익 컷 필터(902)는 다이크로익 컷 필터(902)가 그것의 표면을 따라 사실상 균일한 입사각에서 각각의 주광선을 수신하도록 광학 시스템(901)에서의 렌즈(903) 표면에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 다이크로익 컷 필터(902)는 다이크로익 컷 필터(902)의 표면에 수직인 각도에서 각각의 주광선을 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 다이크로익 컷 필터(902)는, 렌즈(903)와 같은, 렌즈의 표면에 배치되는 가변 굴절률의 박막층을 포함할 수 있다. 당업자라면, 그것의 표면을 따라 사실상 균일한 각도에서 각각의 주광선을 수신하는 표면을 갖는, 광학 시스템(901)에서의 어떤 렌즈에도 다이크로익 컷 필터(902)가 배치될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 다이크로익 컷 필터(902)의 통과 대역 특성은 층 수 및 각 필름층의 굴절률에 의존할 수 있다. 렌즈 또는 투명한 평판의 표면에 따른 다이크로익 컷 필터의 가공은 당업자에게 주지의 사실이다.
일 실시예에서, 다이크로익 컷 필터(902)는 광역 반사 방지(BBAR;broadband anti-reflective) 코팅을 포함할 수 있다. 도 10은 다이크로익 컷 필터의 투과 곡선(1020)에 중첩된 BBAR 코팅(1010)의 신호 특징의 실례를 예시한다. BBAR 코팅은 투과 곡선(1020)의 통과 대역내의 파장에서 광 반사를 감소시키는데 사용될 수 있다. 특히, BBAR 코팅(1010)의 신호 특징은 투과 곡선(1020)의 통과 대역내의 광을 투과시킨다. BBAR 코팅 신호 특징(1010)이 투과 곡선(1020)의 통과 대역내에서 "라이징" 효과(ringing effect)를 가질 수도 있지만, 이 라이징은, 무시해도 좋은 광량이 통과 대역내에서 반사되도록 설계될 수 있다.
동시에, BBAR 코팅은 그러한 파장을 이미지 센서(301)로부터 멀어지도록 반사하는 것에 의해 투과 곡선(1020)의 통과 대역을 벗어난 파장에서의 광 투과를 감쇠시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 10에서 예시되는 바와 같이, 다이크로익 컷 필터의 투과 곡선(1020)은 그것의 통과 대역을 초과하는 파장에서 라이징 효과를 가질 수 있다. 이러한 라이징 효과는 바람직스럽지 못한 광 파장을 이미지 센서(301)쪽으로 통과시킬 수 있다. BBAR 코팅은 이들 광 파장이 이미지 센서에 도달하는 것을 방지할 수 있는데, 이들 파장에서, BBAR 코팅(1010)의 신호 특징은 광을 이미지 센서(301)로부터 멀어지도록 반사하는 것이기 때문이다.
다시 도 9로 돌아가면, 렌즈(903)는 그것의 표면을 따라 사실상 균일한 입사각에서 이미지 대상으로부터의 주광선(910)을 수신할 수 있다. 다이크로익 컷 필터(902)를 렌즈(903)의 표면에 인접하게 배치하면, 다이크로익 컷 필터(902) 또한 그것의 표면을 따라 사실상 균일한 각도에서 주광선(910)을 수신한다. 결과적으로, 다이크로익 컷 필터(902)의 특성은 모든 주광선에 대해 유사한 통과 대역 특성을 갖는데, 다이크로익 컷 필터(902)를 위한 투과 곡선은 필터의 표면에 충돌하는 광의 입사각에 의존하기 때문이다.
예를 들어, 이미지 센서(301)에 의해 수신될 주광선(910)이 애퍼처(305)에 진입하므로, 광(910)은 렌즈(904)에 진입한다. 렌즈(904)의 곡률 특성이 필터의 표면을 따라 사실상 균일한 입사각에서 다이크로익 컷 필터(902)에 충돌하도록 광(910)의 각도를 조정할 수 있다. 결과적으로, 다이크로익 컷 필터(902)의 투과 곡선은, 선행 시스템에서와 같이, 광(910)으로부터의 상이한 입사각 때문에 필터 표면상의 다양한 위치에서 이동하지 않는다.
더 나아가, 다이크로익 컷 필터(902)는, 이미지 센서(301) 가까이가 아니라, 이미지 디바이스(900)의 애퍼처(305) 부근에 배치될 수도 있다. 다이크로익 컷 필터(902)를 이 위치에 배치하면, 다이크로익 컷 필터(902)는 이미지 디바이스(900)에서의 광의 역반사를 2가지 방법으로 최소화할 수 있다. 첫번째로는, 다이크로익 컷 필터(902)가 (도 3의 기존 시스템에서의 이미지 센서(301)로부터의 그것의 거리에 비해) 이미지 센서(301)로부터 상당히 떨어진 거리에 위치하므로, 이미지 센서(301)쪽으로 되돌아오는 광의 역반사가 최소화되는데, 역반사광이 다이크로익 컷 필터(902)로부터 반사하기 위해서는 광학 시스템(901)을 통과해야 할 것이기 때문이다. 두번째로는, 도 11에서 예시되는 바와 같이, 역반사광이 광학 시스템(901)을 통과하고 다이크로익 컷 필터(902)로부터 반사하면, 다이크로익 컷 필터(902)로부터의 반사광은 광학 시스템(901)의 렌즈에 충돌할 때 이미지 센서(301)로부터 멀어지도록 반사할 가능성이 높다.
당업자라면, 도 9를 참조하여, 렌즈가 그것의 표면을 따라 사실상 균일한 입사각에서 주광선을 수신하기만 한다면, 다이크로익 컷 필터(902)가 광학 시스템(901)의 어떤 렌즈에도 배치될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
이미지 센서(301)는 이미지 대상으로부터 이미지 디바이스(900)에 의해 추가 처리될 주광선(910)을 캡처한다. 이미지 센서(301)는, 각각이 이미지 디바이스(900)에 의해 발생되는 이미지에서의 단일 픽셀을 표현하는, 포토사이트(photosites)라고 하는, 감광성 다이오드를 통해 광(910)을 캡처할 수 있다. 포토사이트에 의해 더 많은 광이 수신될수록, 포토사이트는 더 많은 광자를 기록한다. 한편, 좀더 어두운 대상(예를 들어, 그림자 또는 어두운 골목)으로부터 정보를 캡처 중인 포토사이트는 좀더 적은 광자를 기록할 것이다. 각 포토사이트로부터의 광자는 계수되어, 단일 픽셀의 색상을 표현하는 디지털 숫자로 변환될 수 있다. 이미지 센서(301)의 포토사이트에 의해 캡처되는 픽셀 정보를 사용해, 이미지 디바이스(900)는 각 픽셀에 의해 설정되는 색상 및 휘도로써 이미지를 구성할 수 있다. 이미지 센서(301)의 실례로는 CCD(charge coupled device) 이미지 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서를 들 수 있다. 다른 방법으로, 다른 이미지 센서도 사용될 수 있다.
도 12는 이미지 디바이스에서의 광각 이미징을 위한 방법(1200)의 일 실시예를 예시한다. 방법(1200)은, 예를 들어, 이미지 디바이스(900)를 사용해 발생할 수 있다. 단계 1210에서는, 이미지 대상의 주광선이 이미지 디바이스에 의해 사실상 균일한 입사각에서 수신된다. 주광선은 통합된 광학 시스템에 의해 이미지 디바이스의 애퍼처를 통해 수신될 수 있는데, 통합된 광학 시스템은 광각 다이크로익 컷 필터를 포함한다. 통합된 광학 시스템은 이미지 센서의 검출기 평면쪽으로 광을 투사하는 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 더 나아가, 광각 다이크로익 컷 필터는 광학 시스템에서의 렌즈에 인접하게 배치될 수 있는데, 그에 따라 필터는 그것의 표면을 따라 사실상 균일한 입사각에서 주광선을 수신한다. 다이크로익 컷 필터는, 다이크로익 컷 필터가 이미지 디바이스에 의해 수신되는 모든 주광선에 대해 사실상 일치된 투과 곡선을 유지하도록 렌즈의 표면을 따라 배치될 수 있다.
단계 1220에서는, 이미지 대상의 주광선이 이미지 센서쪽으로 유도된다. 이미지 센서는 광을 처리하는데 사용될 수 있는데, 감광성 다이오드가 이미지 대상으로부터 주광선을 캡처하는데 사용될 수 있다. 각각의 감광성 다이오드는 이미지 디바이스에 의해 발생되는 이미지에서의 단일 픽셀을 표현할 수 있다.
단계 1230에서는, 역반사광이 이미지 센서로부터 멀어지도록 유도된다. 다이크로익 컷 필터는 이미지 디바이스의 애퍼처 부근에 배치되어 이미지 센서에 대한 광의 역반사를 최소화할 수 있다. 다이크로익 컷 필터를 이 위치에 배치하면, 이미지 센서로부터의 다이크로익 컷 필터의 접근성(proximity)으로 인해 광의 역반사가 이미지 센서에 충돌할 가능성이 낮다. 추가적으로, 역반사광이 다이크로익 컷 필터로부터 반사하는 경우, 역반사광이 이미지 디바이스의 광학 시스템에서의 렌즈에 충돌할 때, 역반사광은 이미지 센서로부터 멀어지도록 반사할 가능성이 높다.
도 13은 플레어를 최소화하도록 구성되는 광학 시스템(1301)을 갖춘 이미지 디바이스(1300)의 일 실시예를 예시한다. 광학 시스템(1301)은 이미지 디바이스(1300)에 통합되는데, 이 경우, 광학 시스템(1301)은 애퍼처(206)에 의해 수신되는 광을 이미지 센서(201)쪽으로 투과시킨다. 광학 시스템(1301)은 광을 수신하는 그리고 광을 이미지 센서(201)의 검출기 평면쪽으로 투사하는 하나 이상의 렌즈(1304-1308)를 포함할 수 있다. 렌즈(1304-1308)에 추가하여, 광학 시스템(1301)은 다이크로익 IR(infrared) 컷 필터(1302) 및 흡수 UV(ultraviolet) 컷 필터(1303)를 포함한다.
다이크로익 IR 컷 필터(1302) 및 흡수 UV 컷 필터(1303)는 다른 파장은 반사하면서 특정 파장 범위를 선택적으로 통과시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 다이크로익 IR 컷 필터(1302)는, 광의 좀더 짧은 파장은 투과시키면서, 광의 IR 파장을 차단할 수 있다. 반대로, 흡수 UV 컷 필터(1303)는, 광의 좀더 긴 파장은 투과시키면서, 광의 UV 파장을 차단할 수 있다. 다같이, 다이크로익 IR 컷 필터(1302) 및 흡수 UV 컷 필터(1303)는, 가시광은 투과시키면서, IR 및 UV 스펙트럼에서의 광을, 각각, 차단한다. 이미지 디바이스(1300) 및 광학 시스템(1301)의 기술에서 그리고 이 출원 전체에서 언급되는 광의 특정 파장은 단지 예를 들기 위한 것이지 한정하기 위한 것이 아니다. 당업자라면, 여기에서의 논의에 기초해 이미지 디바이스(1300) 및 광학 시스템(1301)을 위한 다른 파장 애플리케이션이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 이들 다른 파장 애플리케이션도 본 발명의 정신 및 범위내에 해당된다.
흡수 UV 컷 필터(1303)는, 가시 스펙트럼 및 IR 스펙트럼에 상주하는 광은 투과시키면서, 광학 시스템(1301)에서의 UV-파장 광 중 상당 부분을 흡수한다. 그러나, 다이크로익 IR 컷 필터(1302)와 같은, 다이크로익 컷 필터는 흡수 컷 필터만큼 날카로운 컷 대역을 갖지 않는다. 따라서, 일부 IR 광은 다이크로익 IR 컷 필터(1302)를 통해 여전히 투과될 수 있다. 그러한 투과는, 광이 다이크로익 IR 컷 필터(1302)에 충돌하는 입사각에 의존한다. 다이크로익 IR 컷 필터(1302)의 이 특징은 컷 필터 투과 곡선의 IR 컷 대역 영역에서 비-이미지 광으로부터의 플레어를 감소시키는데 사용될 수 있다.
이미지 디바이스(1300)에서, 플레어는 다이크로익 IR 컷 필터(1302)를 광학 시스템(1301)에서의 렌즈(1305) 표면을 따라 배치하는 것에 의해 감소될 수 있는데, 이 경우, 다이크로익 IR 컷 필터(1302)는 광학 시스템(1301)의 다른 표면으로부터 반사되는 광을 다이크로익 IR 컷 필터(1302)에 진입하는 이미지 광의 입사각(예를 들어, 주 이미지 광선의 입사각)보다 큰 입사각에서 수신한다. 도 14는 애퍼처(206)에 진입하여, 렌즈(1304)를 통과한 다음, 제1 입사각(1415)에서 다이크로익 IR 컷 필터(1302)에 충돌하고, 렌즈(1306)의 표면으로부터 반사광(1420)으로서 반사하는 이미지 광(1410)을 예시한다. 반사광(1420)은 제1 입사각(1415)보다 큰 제2 입사각(1417)에서 다이크로익 IR 컷 필터(1302)에 충돌한다. 다이크로익 IR 컷 필터(1302)의 투과 곡선은 반사광(1420)의 입사각이 증가함에 따라 좀더 긴 파장쪽으로 이동한다.
예를 들어, 도 15를 참조하면, 다이크로익 IR 컷 필터(1302)는, IR 컷 대역이 필터에 충돌하는 광의 특정 입사각에 대해 700nm에서 롤오프하기 시작하는 특정 투과 곡선을 가질 수 있다. 도 16에서 예시되는 바와 같이, 컷 필터에 충돌하는 광의 입사각이 증가하면, IR 컷 대역의 롤오프는 좀더 긴 파장쪽으로 이동할 수 있다. 도 16에서, 다이크로익 IR 컷 필터(1302)는 가시 스펙트럼보다 긴 파장(예를 들어, > 700nm)에서 광을 투과시킬 수 있다. 결과적으로, 다이크로익 IR 컷 필터(1302)는 반사광(1420)을 투과시키는 것에 의해 플레어 효과를 감소시키는데, 필터의 투과 곡선 통과 대역이 확장됨으로써, IR 스펙트럼에 상주하는 반사광(1420)의 성분을 포함해, 반사광(1420)을 투과시킬 수 있기 때문이다.
당업자라면, 광학 표면이 반사광(1420)을 다이크로익 IR 컷 필터(1302)에 충돌하는 이미지 광(1410)의 입사각보다 큰 입사각에서 수신하기만 한다면, 다이크로익 IR 컷 필터(1302)가 광학 시스템(1301)의 다수 광학 표면 중 하나를 따라 배치될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 17에서 예시되는 바와 같이, 다이크로익 IR 컷 필터(1702)는 흡수 UV 컷 필터(1703)의 표면을 따라 배치될 수도 있다. 이 구성에서, (IR 스펙트럼에 상주하는) 반사광(1710)이 다이크로익 IR 컷 필터(1702)를 통해 투과할 수 있는데, 다이크로익 IR 컷 필터(1702)에 충돌하는 반사광(1710)의 입사각이 다이크로익 IR 컷 필터(1702)에 진입하는 이미지 광(1410)의 입사각보다 크기 때문이다.
도 18은 플레어를 최소화하도록 구성되는 광학 시스템(1801)을 갖춘 이미지 디바이스(1800)의 다른 실시예를 예시한다. 도 13의 광학 시스템(1301)과 유사하게, 광학 시스템(1801)은 이미지 디바이스(1800)에 통합되는데, 이 경우, 광학 시스템(1801)은 애퍼처(206)에 의해 수신되는 광을 이미지 센서(201)쪽으로 투과시킨다. 추가적으로, 광학 시스템(1801)은 광을 수신하는 그리고 광을 이미지 센서(201)의 검출기 평면쪽으로 투사하는 하나 이상의 렌즈(1804-1808)를 포함할 수 있다. 렌즈(1804-1808) 사이에, 광학 시스템(1801)은 다이크로익 UV 컷 필터(1802) 및 흡수 IR 컷 필터(1803)를 포함한다. 다같이, 다이크로익 UV 컷 필터(1802) 및 흡수 IR 컷 필터(1803)는, 가시광은 투과시키면서, UV 및 IR 스펙트럼에서의 광은, 각각, 차단한다.
흡수 IR 컷 필터(1803)는, 가시 스펙트럼 및 UV 스펙트럼에 상주하는 광은 투과시키면서, 광학 시스템(1801)에서의 IR-파장 광은 효과적으로 흡수한다. 다이크로익 필터는 흡수 필터만큼 날카로운 컷 대역을 갖지 않기 때문에, 다이크로익 UV 컷 필터(1802)는 광이 다이크로익 UV 컷 필터(1802)에 충돌하는 입사각에 따라 광을 반사하거나 투과시킬 수 있다. 다이크로익 UV 컷 필터(1802)의 이 특징은 컷 필터의 투과 곡선 UV 컷 대역 영역에서 광으로부터의 플레어를 감소시키는데 사용될 수 있다.
도 13에서의 다이크로익 IR 컷 필터(1302)의 투과 곡선과 유사하게, 다이크로익 UV 필터(1802)의 투과 곡선은 컷 필터에 충돌하는 광의 입사각에 따라 이동한다. 예를 들어, 도 15를 참조하면, 다이크로익 UV 컷 필터(1802)는, UV 컷 대역 영역이 필터에 충돌하는 광의 특정 각도에 대해 400nm에서 롤오프하기 시작하는 특정 투과 곡선을 가질 수 있다. 도 19에서 예시되는 바와 같이, 컷 필터에 충돌하는 광의 입사각이 감소하면, UV 컷 대역의 롤오프는 좀더 짧은 파장쪽으로 이동할 수 있다. 도 19에서, 다이크로익 UV 컷 필터(1802)는 가시 스펙트럼보다 짧은 파장(예를 들어, < 400nm)에서 광을 투과시킨다. 결과적으로, 다이크로익 UV 컷 필터(1802)는 반사된 UV-파장 광을 다이크로익 UV 컷 필터를 통해 도로 투과시키는 것에 의해 반사광에 의해 발생되는 플레어 효과를 감소시킬 수 있는데, 필터의 투과 곡선 통과 대역이 확장됨으로써, UV 스펙트럼에 상주하는 반사광의 성분을 포함해, 반사광을 투과시킬 수 있기 때문이다.
도 17에서의 다이크로익 IR 컷 필터(1702)와 유사하게, 당업자라면, 광학 표면이 반사광을 다이크로익 UV 컷 필터(1802)에 충돌하는 이미지 광의 입사각보다 작은 입사각에서 수신하기만 한다면, 다이크로익 UV 컷 필터(1802)가 광학 시스템(1801)에서의 많은 광학 표면 중 하나를 따라 배치될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 20은 이미지 디바이스에서 플레어를 감소시키기 위한 방법(2000)의 일 실시예를 예시한다. 방법(2000)은, 예를 들어, 이미지 디바이스(1300)를 사용해 발생할 수 있다. 단계 2010에서는, 이미지 디바이스에 의해 이미지 광이 수신된다. 이미지 광은, 이미지 대상과 연관되는 광(예를 들어, 주광선)을 의미한다. 이미지 광은 이미지 디바이스의 애퍼처에 의해 수신될 수 있다.
단계 2020에서는, 이미지 디바이스의 하나 이상의 표면으로부터 반사되는 광(예를 들어, 비-이미지 광)이 다이크로익 IR 컷 필터에 진입하는 이미지 광의 입사각보다 큰 입사각에서 다이크로익 IR 컷 필터에 의해 수신되고, 그에 따라, 단계 2030에서는, 반사광이 다이크로익 IR 컷 필터를 통해 도로 투과된다. 이런 식으로, 반사광이 이미지 디바이스의 이미지 센서로부터 멀어지도록 유도되고 이미지 센서에서의 고스트 이미지가 감소된다. 반사광은 이미지 디바이스의 통합된 광학 시스템에서의 하나 이상의 표면으로부터 반사할 수 있다.
다른 실시예에서는, 이미지 디바이스의 하나 이상의 표면으로부터 반사되는 광(예를 들어, 비-이미지 광)이 다이크로익 UV 컷 필터에 진입하는 이미지 광의 입사각보다 큰 입사각에서 다이크로익 UV 컷 필터에 의해 수신되고, 그에 따라, 반사광은 단계 2030에서 다이크로익 UV 컷 필터를 통해 도로 투과된다.
본 발명의 다양한 실시예가 상술되었지만, 그러한 실시예는 한정이 아닌 일례로써 제시되었다는 것을 이해할 수 있어야 한다. 당업자라면, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 더 나아가, 요약 및 개요 부분이 아닌, 여기에서 제공되는 본 발명의 상세한 설명은 청구항을 해석하는데 사용하기 위한 것이다. 요약 및 개요 부분은 본 발명자에 의해 예상되는 본 발명의, 하나 이상이지만 전부는 아닌, 예시적 실시예를 기술할 수 있다.
특정 실시예에 대한 상기 설명은, 업계의 지식을 적용하는 것에 의해, 다른 사람들이 다양한 애플리케이션을 위해 그러한 특정 실시예를, 본 발명의 일반적인 개념으로부터 벗어나지 않으면서, 과도한 실험없이, 쉽게 변경하고 그리고/또는 적응할 수 있는 본 발명의 일반적인 특징을 완전히 드러낼 것이다. 따라서, 그러한 적응 및 변경은, 여기에서 제시되는 교수 및 안내에 기초해, 개시된 실시예의 등가물의 의미 및 범위내에 포함되어야 한다. 여기에서의 용어 또는 술어는 한정이 아닌 설명을 위한 것이므로, 본 명세서의 용어 또는 술어는 당업자에 의해 교수 및 안내의 관점에서 해석되어야 한다는 것을 이해할 수 있어야 한다. 따라서, 본 발명의 폭과 범위는 앞서 설명된 예시적 실시예 중 어떤 것에 의해서도 한정되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그것의 등가물에 의해서만 정의되어야 한다.
201: 이미지 센서
1300: 이미지 디바이스
1301: 광학 시스템
1302, 1802: 다이크로익 적외선 컷 필터
1303, 1803: 흡수 자외선 컷 필터
1305, 1805: 렌즈

Claims (6)

  1. 광학 시스템(1301)을 구비하는 이미지 디바이스(1300)에서의 플레어(flare)를 감소시키는 장치로서,
    상기 광학 시스템(1301)은:
    이미지 대상으로부터 광선들을 수광하여 상기 광선들을 상기 이미지 디바이스(1300)의 이미지 센서(201)의 검출기 평면에 투사하는 하나 이상의 렌즈와;
    이미지 센서(201)에 패스(pass)되는 광의 자외선 파장의 양을 감소시키는 흡수 자외선 컷 필터(1303)와; 그리고
    상기 이미지 센서(201)에 패스되는 광의 적외선 파장의 양을 감소시키기 위해 상기 광학 시스템의 렌즈(1305)에 배치되는 다이크로익 적외선 컷 필터(1302)를 포함하며,
    상기 다이크로익 적외선 컷 필터(1302)는 플레어를 감소시키기 위해, 상기 다이크로익 적외선 컷 필터(1302)에 진입하는 이미지 광의 입사각보다 큰 입사각으로 상기 광학 시스템(1301)의 하나 이상의 광학 면으로부터 반사되는 광을 수광하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 이미지 디바이스에서의 플레어를 감소시키는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다이크로익 적외선 컷 필터(1302)는 상기 다이크로익 적외선 컷 필터(1302)에 충돌하는 반사광의 입사각이 증가할 때 적외선 파장의 반사를 감소시키기 위해 상기 광학 시스템(1301)의 렌즈(1305)에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 디바이스에서의 플레어를 감소시키는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다이크로익 적외선 컷 필터(1302)가 배치된 상기 렌즈(1305)에 상기 흡수 자외선 컷 필터가 포함되는 것을 특징으로 하는 이미지 디바이스에서의 플레어를 감소시키는 장치.
  4. 광학 시스템(1301)을 구비하는 이미지 디바이스(1300)에서의 플레어(flare)를 감소시키는 장치로서,
    상기 광학 시스템(1301)은:
    이미지 대상으로부터 광선들을 수광하여 상기 광선들을 상기 이미지 디바이스(1300)의 이미지 센서(201)의 검출기 평면에 투사하는 하나 이상의 렌즈와;
    상기 이미지 센서(201)에 패스되는 광의 적외선 파장의 양을 감소시키는 흡수 적외선 컷 필터(1803)와; 그리고
    상기 이미지 센서(201)에 패스되는 광의 자외선 파장의 양을 감소시키기 위해 상기 광학시스템의 렌즈(1805)에 배치되는 다이크로익 자외선 컷 필터(1802)를 포함하며,
    상기 다이크로익 자외선 컷 필터(1802)는 플레어를 감소시키기 위해, 상기 다이크로익 자외선 컷 필터(1802)에 진입하는 이미지 광의 입사각보다 작은 입사각으로 상기 광학 시스템(1301)의 하나 이상의 광학 면으로부터 반사되는 광을 수광하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 이미지 디바이스에서의 플레어를 감소시키는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다이크로익 자외선 컷 필터(1802)는 상기 다이크로익 자외선 컷 필터(1802)에 충돌하는 반사광의 입사각이 감소할 때 자외선 파장의 반사를 감소시키기 위해 상기 광학 시스템(1301)의 렌즈(1805)에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 디바이스에서의 플레어를 감소시키는 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 다이크로익 자외선 컷 필터(1802)가 배치된 상기 렌즈(1805)에 상기 흡수 적외선 컷 필터가 포함되는 것을 특징으로 하는 이미지 디바이스에서의 플레어를 감소시키는 장치.
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