KR101751140B1 - 이미지 센서 및 카메라 모듈 - Google Patents

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KR101751140B1
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Abstract

본 출원은 광축 정렬이 용이하고, 이미지 화질 개선 및 고화질 줌 기능 구현이 가능한 이미지 센서 및 카메라 모듈에 관한 것으로, 적어도 하나의 반도체 기판과, 상기 적어도 하나의 반도체 기판의 일면에 일정 간격으로 이격되어 일렬로 배치되고, 획득하는 이미지 특성이 서로 다른 적어도 두개의 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함할 수 있다.

Description

이미지 센서 및 카메라 모듈{IMAGE SENSOR AND CAMERA MODULE}
본 발명은 이미지 센서 및 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대폰, 태블릿 등 모바일 기기 시장의 급속한 성장이 이루어지고 있다. 급속한 시장 성장의 기술적 배경으로는 디스플레이 화소수 및 사이즈 증가를 빼놓을 수 없다. 이러한 디스플레이 화소수 및 사이즈 증가로 소비자는 보다 큰 화면에서 고화질의 영상 컨텐츠를 즐길 수 있게 되었고 이로 인해 스마트 폰의 대중화는 가속화되었다고 볼 수 있다.
스마트 폰의 디스플레이 화소수가 늘어날 수록 그에 비례해서 후면에 부착된 촬상용 카메라 모듈의 응용 기술도 발전해 왔다. 최근에는 고화소 자동 초점 카메라가 기본으로 탑재되고 있으며 그 외에 광학식 손떨림 보정 카메라도 탑재율이 점차로 늘어나고 있다.
이러한 스마트 폰 카메라의 발전 추세에도 불구하고 이미지 픽셀 사이즈의 감소에 따른 저조도에서 밝기 부족 및 노이즈가 많은 사진, 역광 상황에서 계조 표현력 부족과 같은 문제점이 존재하고 있으며, 이에 대한 개선 요구가 늘어나고 있다. 또한, 디지털 줌 기능으로 멀리 떨어져 있는 피사체를 확대하여 사진 촬영시 광학 줌 기능 대비 해상력이 크게 감소하는 문제점이 존재한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0006503호 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0137432호
본 출원은 광축 정렬이 용이하고, 이미지 화질 개선 및 고화질 줌 기능 구현이 가능한 이미지 센서 및 카메라 모듈을 제공한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 및 카메라 모듈은 적어도 하나의 반도체 기판; 및 획득하는 이미지 특성이 서로 다른 적어도 두개의 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함할 수 있고, 상기 적어도 두개의 이미지 센서 픽셀 어레이는 상기 적어도 하나의 반도체 기판의 일면에 일정 간격으로 이격되어 일렬로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광축 정렬이 용이하고, 이미지 화질 개선 및 고화질 줌 기능 구현이 가능할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 이미지 센서의 하면의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 이미지 센서의 하면의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제5 실시예 내지 제8 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 이미지 센서에 채용된 신호 처리부의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 센서(100)는 적어도 하나의 반도체 기판(110)과 픽셀 어레이부(120)를 포함할 수 있다.
픽셀 어레이부(120)는 복수개의 이미지 센서 픽셀 어레이(121,122,12n)를 포함할 수 있고, 예를 들어 도시된 바와 같이 적어도 두개의 이미지 센서 픽셀 어레이(121,122)를 포함할 수 있다.
적어도 두개의 이미지 센서 픽셀 어레이(121,122) 각각은 복수개의 픽셀(pixel)(도 1의 Pix)을 구비하여 이미지 센서를 구성할 수 있다.
적어도 두개의 이미지 센서 픽셀 어레이(121,122) 각각은 서로 획득하는 이미지 특성이 다를 수 있다. 예를 들어, 하나의 이미지 센서 픽셀 어레이(121)는 흑백 이미지를 획득할 수 있고, 다른 하나의 이미지 센서 픽셀 어레이(122)는 컬러 이미지를 획득할 수 있다. 또한 예를 들어, 하나의 이미지 센서 픽셀 어레이(121)는 제1 화각을 갖는 렌즈로부터 이미지를 획득할 수 있고, 다른 하나의 이미지 센서 픽셀 어레이(122)는 상기 제1 화각보다 넓은 제2 화각을 갖는 렌즈로부터 이미지를 획득할 수 있다.
적어도 두개의 이미지 센서 픽셀 어레이(121,122)는 적어도 하나의 반도체 기판(110)의 일면에 일정 간격을 두고 일렬로 배치될 수 있다.
적어도 하나의 반도체 기판(110)의 일면에는 신호 처리부(130)가 배치될 수 있고, 신호 처리부(130)는 적어도 둘의 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 획득한 이미지를 신호 처리할 수 있다.
신호 처리부(130)는 복수의 아날로그 신호 처리부(131,132) 및 디지털 신호 처리부(133)를 포함할 수 있다.
복수의 아날로그 신호 처리부(131,132) 각각은 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이(131,132,13n) 중 해당하는 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부(131,132)는 적어도 두개의 이미지 센서 픽셀 어레이(121,122) 중 해당하는 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있으며, 예를 들어, 해당하는 이미지 센서 픽셀 어레이의 포토 다이오드(photo diode)의 출력 전압을 샘플링하고, 샘플링된 포토 다이오드 출력 전압을 증폭하며, 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
디지털 신호 처리부(133)는 복수의 아날로그 신호 처리부(131,132) 각각으로부터의 디지털 신호로 신호 변환된 이미지를 동기화할 수 있다.
디지털 신호 처리부(133)의 상세 구성 및 동작에 관해서는 도 9를 참조하여 후술하도록 한다.
상술한 적어도 하나의 반도체 기판(110), 픽셀 어레이부(120) 및 신호 처리부(130)를 갖는 이미지 센서(100)는 하나의 이미지 센서 칩(chip)을 형성할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 이미지 센서의 하면의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 센서(200)는 하나의 반도체 기판(210)의 하면에 배치된 다른 하나의 반도체 기판(240)을 포함할 수 있다.
하나의 반도체 기판(210)과 다른 하나의 반도체 기판(240)은 TSV(Through Silicon Via) 기술을 이용하여 전기적으로 서로 연결되고, 열융착을 이용하여 서로 강하게 결합될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 센서(200)의 신호 처리부(230)는 복수의 아날로그 신호 처리부(231,232)와 디지털 신호 처리부(233)를 포함할 수 있으며, 복수의 아날로그 신호 처리부(231,232)는 픽셀 어레이부(220)의 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이(221,222,22n)와 함께 하나의 반도체 기판(210)의 일면에 배치될 수 있고, 디지털 신호 처리부(233)는 다른 하나의 반도체 기판(240)의 하면에 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이미지 센서(300)는 하나의 반도체 기판(310)과 픽셀 어레이부(320)를 포함할 수 있고, 픽셀 어레이부(320)는 하나의 반도체 기판(310)의 일면에 서로 일정 간격 이격되어 일렬로 배치되는 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(321), 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(322) 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(323)를 포함할 수 있다.
신호 처리부(330)는 픽셀 어레이부(320)와 함께 하나의 반도체 기판(310)의 일면에 배치될 수 있으며, 신호 처리부(330)는 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(321)로부터의 이미지 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 아날로그 신호 처리부(331), 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(322)로부터의 이미지 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 아날로그 신호 처리부(332) 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(323)로부터의 이미지 신호를 디지털 신호로 변환하는 제3 아날로그 신호 처리부(333)와, 제1 내지 제3 아날로그 신호 처리부(333)로부터의 디지털 신호를 동기화하는 디지털 신호 처리부(334)를 포함할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 이미지 센서의 하면의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이미지 센서(400)의 신호 처리부(430)는 제1 내지 제3 아날로그 신호 처리부(431,432,433)와 디지털 신호 처리부(434)를 포함할 수 있으며, 제1 내지 제3 아날로그 신호 처리부(431,432,433)는 픽셀 어레이부(420)의 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(421,422,423)와 함께 하나의 반도체 기판(410)의 일면에 배치될 수 있고, 디지털 신호 처리부(434)는 다른 하나의 반도체 기판(440)의 하면에 배치될 수 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제5 실시예 내지 제8 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예 내지 제8 실시예에 따른 이미지 센서(500,600,700,800)의 픽셀 어레이부(520,620,720,820)는 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(521,522,523,621,622,623,721,722,723,821,822,823)를 포함할 수 있으며, 하나의 반도체 기판(510,610,710,810)과 다른 하나의 반도체 기판(530,630,730,830)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 이미지 센서(500)는 하나의 반도체 기판(510)의 일면에 배치된 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(521,522,523)을 갖는 픽셀 어레이부(520)를 포함할 수 있다. 더하여, 이미지 센서(500)는 신호 처리부(530)를 포함할 수 있으며, 신호 처리부(530)의 구성은 도 1 내지 도 4의 설명과 동일하므로 이후, 도 6 내지 도 8에 도시된 본 발명의 제6 실시예 내지 제8 실시예에 따른 이미지 센서(600,700,800)에 관한 설명에서 상세한 설명은 생략하고, 도 9를 참조하여 상세한 설명을 후술하도록 한다.
다시 도 5를 참조하면, 예를 들어, 하나의 반도체 기판(510)의 일면에 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(521)가 가운데 배치되고, 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(521)의 양측에 각각 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(522) 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(523)가 배치될 수 있다. 하나의 반도체 기판(510)의 하면에는 다른 하나의 반도체 기판(540)이 배치될 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(521,522,523)는 서로 획득하는 이미지 특성이 상이할 수 있다.
예를 들어, 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(521)에 광을 집광하는 제1 렌즈는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 메인 카메라의 렌즈일 수 있고, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(522)에 광을 집광하는 제2 렌즈는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 제1 서브 카메라의 렌즈일 수 있으며, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(523)에 광을 집광하는 제3 렌즈는 망원(tele)렌즈이며 제2 서브 카메라의 렌즈일 수 있다. 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 초점 길이와 화각이 서로 동일할 수 있다. 상기 제3 렌즈의 초점 길이는 상기 제1 렌즈의 초점 길이보다 길어서 좁은 피사체 영역을 고화질로 확대해서 보는 줌 효과가 있다. 상기 제3 렌즈의 화각은 상기 제1 렌즈의 화각보다 좁을 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 렌즈가 2배 망원 렌즈의 경우 상기 메인 카메라의 상기 제1 렌즈의 초점 길이 대비 상기 망원 렌즈의 초점 길이가 2배 길게 렌즈 설계가 이루어진다. 상기 메인카메라와 상기 제1 서브 카메라 조합을 이용하는 경우 저조도 밝기 보상, 역광 상황에서 계조 표현력 향상, 고해상도 구현과 같은 이미지 합성 기술의 적용이 유리하다. 또한, 상기 메인 카메라와 상기 제1 서브 카메라의 스테레오 카메라 구조를 이용하여 거리 정보 산출시 수 m 이내에서 높은 정밀도의 거리 검출이 가능하여 거리 정보를 이용한 아웃 포커스와 같은 응용 이미지 기술 구현도 가능하다. 상기 메인 카메라와 상기 제2 서브 카메라 조합을 이용하는 경우 고화질 줌 기술의 적용이 가능하다. 상기 망원 렌즈의 초점 길이가 상기 제1 렌즈 혹은 상기 제2 렌즈의 초점 길이 대비 상대적으로 길기 때문에 상기 제2 서브 카메라의 모듈 높이가 다른 카메라 대비 높아지게 된다. 이러한 모듈 높이 차이를 최소화하기 위해서 상기 망원 렌즈가 커버하는 이미지 센서 픽셀 어레이 영역을 상대적으로 작게 가져가는 것이 필요하다. 즉, 상기 제1 내지 제3 카메라의 이미지 센서 픽셀 어레이들에서 이미지 센서 픽셀 사이즈가 동일한 경우에는 망원 렌즈가 적용되는 이미지 센서 픽셀 어레이의 화소수를 다른 카메라의 화소수보다 작게 가져가는 것이 필요하다. 혹은 동일 화소수를 가져가고 싶은 경우에는 이미지 센서 픽셀 사이즈를 작게 해서 망원 렌즈가 적용되는 이미지 센서 픽셀 어레이 영역을 다른 카메라들의 이미지 센서 픽셀 어레이 영역 대비 작게 가져가는 것이 필요하다
도 6을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 이미지 센서(600)는 도 5에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 이미지 센서(500)와 유사하게, 하나의 반도체 기판(610)의 일면에 배치된 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(621,622,623)을 갖는 픽셀 어레이부(620)를 포함할 수 있다.
하나의 반도체 기판(610)의 일면에 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(621)가 가운데 배치되고, 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(621)의 양측에 각각 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(622) 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(623)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(621)에 광을 집광하는 제1 렌즈는 광학식 손떨림 보정(또는, 광학식 이미지 안정화)(Optical Image Stablization;OIS) 기능을 갖는 메인 카메라의 렌즈일 수 있고, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(622)에 광을 집광하는 제2 렌즈는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 제1 서브 카메라의 렌즈일 수 있으며, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(523)에 광을 집광하는 제3 렌즈는 망원(tele)렌즈이며 제2 서브 카메라의 렌즈일 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 제7 실시예에 따른 이미지 센서(700)는 하나의 반도체 기판(710)의 일면에 배치된 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(721,722,723)을 갖는 픽셀 어레이부(720)를 포함할 수 있다.
하나의 반도체 기판(710)의 일면에 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(723)가 가운데 배치되고, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(723)의 양측에 각각 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(721) 및 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(722)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(521)에 광을 집광하는 제1 렌즈는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 메인 카메라의 렌즈일 수 있고, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(522)에 광을 집광하는 제2 렌즈는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 제1 서브 카메라의 렌즈일 수 있으며, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(523)에 광을 집광하는 제3 렌즈는 망원(tele)렌즈 이며 제2 서브 카메라의 렌즈일 수 있다. 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 초점 길이와 화각이 서로 동일할 수 있다. 상기 제3 렌즈의 초점 길이는 상기 제1 렌즈의 초점 길이보다 길어서 좁은 피사체 영역을 고화질로 확대해서 보는 줌 효과가 있다. 상기 제3 렌즈의 화각은 상기 제1 렌즈의 화각보다 좁을 수 있다.
도 5에서의 설명과 마찬가지로, 예를 들어, 상기 제3 렌즈가 2배 망원 렌즈인 경우 상기 메인카메라의 상기 제1 렌즈의 초점 길이 대비 상기 망원 렌즈의 초점 길이가 2배 길게 렌즈 설계가 이루어진다. 메인 카메라와 제1 서브 카메라 조합을 이용하는 경우 저조도 밝기 보상, 역광 상황에서 계조 표현력 향상, 고해상도 처리와 같은 이미지 합성 기술의 적용이 유리하다. 또한, 상기 메인 카메라와 상기제1 서브 카메라가 도 5 및 도 6의 설명과 다르게, 망원 카메라를 사이에 두고 서로 떨어져 있으므로 (즉, 베이스 라인(baseline) 거리가 멀어지므로) 거리 정보 산출시 수 m 이상 원거리 피사체의 거리 검출에 보다 유리하다. 또한, 오토 포커스 기능을 갖는 상기 메인 카메라와 망원 기능을 갖는 상기 제2 서브 카메라 조합을 이용하는 경우 고화질 줌 기술의 적용이 가능하다.
한편, 도 5 내지 도 8에서 제1 이미지 센서 픽셀 어레이는 RGB 베이어(Bayer) 포맷의 컬러 이미지 센서의 픽셀 어레이일 수 있고, 제2 및 제3 이미지 픽셀 어레이는 모노(mono) 포맷의 흑백 이미지 센서의 픽셀 어레이일 수 있다. 또한, 제2 및 제3 이미지 픽셀 어레이는 흑백 이미지 센서의 픽셀 어레이가 아니라 RGB 베이어 포맷의 컬러 이미지 센서의 픽셀 어레이일 수도 있다.
도 9는 본 발명에 따른 이미지 센서에 채용된 디지털 신호 처리부의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 채용된 디지털 신호 처리부(334)(도면 부호는 도 3의 부호를 참조하였으나, 도 4b 내지 도 8의 디지털 신호 처리부에도 동일한 설명이 적용될 수 있으므로, 각 도면의 부호는 생략하도록 한다.)는 동기화부(334a), 신호 처리기(334b), 메모리(334c), 버퍼(334d), 거리 검출기(334e), 출력 인터페이스(334f)를 포함할 수 있다.
동기화부(334a)는 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 이미지 신호를 각각 입력받을 수 있으며, 상기 이미지 신호는 상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이 각각에 연결된 아날로그 신호 처리부(331,332,333)로부터의 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 이미지 신호일 수 있다.
동기화부(334a)는 상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이 각각의 노출 시간의 시작과 종료를 동일하게 제어할 수 있고, 라인 동기(synchronization) 및 프레임 동기를 구현할 수 있다.
즉, 각각의 이미지 센서 픽셀 어레이들의 동일 라인은 동일한 시간에 노출이 시작되고 종료되며, 동일한 시간에 동일 라인이 판독되어 동기화부(334a)를 거쳐서 신호 처리기(334b)로 전송된다. 각각의 이미지 센서 픽셀 어레이들의 프레임 동기를 맞추기 위해서 동기화부(334a)에서 프레임 동기화를 위한 제어 기능도 수행하게 된다. 예를 들어, 각각의 이미지 센서 픽셀 어레이의 각 라인을 판독한 후 세 개의 이미지 센서 픽셀 어레이들의 라인 사이에 동기가 맞지 않은 부분에 대해서는 라인 블랭킹(line blanking) 구간을 이용하여 세 개의 이미지 센서 픽셀 어레이들 사이의 라인 동기를 맞추게 된다. 예를 들어, 각 이미지 센서 픽셀 어레이의 라인을 전부 판독한 후 세 개의 이미지 센서 픽셀 어레이들 사이에 프레임 동기가 맞지 않은 부분에 대해서는 블랭킹(blanking) 라인을 추가하거나 삭제하여 세 개의 이미지 센서 픽셀 어레이들 사이의 프레임 동기를 맞추게 된다.
신호 처리기(334b)는 동기화된 기준 이미지(reference image)와 상대 이미지(target image)를 이용해서 이미지 정렬을 수행할 수 있다.
메모리(334c)는 OTP (One-Time Programmable) 메모리일 수 있으며, 이미지 정렬 과정에서 요구되는 기준 이미지 대비 상대 이미지의 피치(pitch), 요(yaw), 롤(roll) 회전량과 X축, Y축, Z축 이미지 쉬프트(shift)량을 교정(calibration) 제조 과정에서 교정 값으로 기록할 수 있다. 이러한 메모리(334c)에 저장된 교정 값들은 이미지 정렬 연산 과정에서 신호 처리기(334b)에서 사용된다.
신호 처리기(334b)는 상술한 바와 같이 기준 이미지와 상대 이미지를 출력할 수 있고, 버퍼(334d)는 기준 이미지와 상대 이미지의 프레임을 버퍼링하여 거리 검출기(133e)에 출력할 수 있다.
거리 검출기(334e)는 정렬된 기준 이미지와 상대 이미지들을 이용해서 거리 정보를 검출할 수 있고, 출력 인터페이스(334f)를 통해서 출력되는 정보는 메인 카메라의 이미지(AF or OIS), 제1 및 제2 서브 카메라의 이미지(AF, Tele), 총 세 개 이미지와 함께 거리 정보 맵을 포함하게 된다. 예를 들어, 메인 카메라의 이미지는 첫 번째 MIPI (Mobile Industry Processor Interface) 포트를 이용하여 출력되고, 제1 서브 카메라의 이미지 (AF)는 두 번째 MIPI 포트를 이용하여 출력되고, 제2 서브 카메라 이미지 (Tele)는 세 번째 MIPI 포트를 이용하여 출력되게 된다. 거리 정보 맵은 세 개의 포트 가운데 어느 하나의 MIPI 가상 채널 (Virtual Channel)에 실려서 출력될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 이미지 센서(1100)가 인쇄 회로 기판 (Printed Circuit Board; PCB)(PCB) 위에 실장되고, 인쇄 회로 기판(PCB)은 일측에 호스트와 전기적 연결을 위한 커넥터부(CON)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 이미지 센서(1100)와 결합하여 카메라를 형성하는 렌즈 모듈(1200)과 액츄에이터 홀더 그룹(1300)을 포함할 수 있다.
이미지 센서(1100)는 도 5 및 도 6의 설명과 같이, 반도체 기판의 일면에 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(1111)가 가운데 배치되고, 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(1111)의 양측에 각각 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(1112) 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(1113)가 배치될 수 있다.
제1 이미지 센서 픽셀 어레이(1111) 위에는 메인 렌즈 조립체(1201)가 결합된 메인 액츄에이터 홀더(actuator holder)(1301)가 실장되고, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(1112) 위에는 제1 서브 렌즈 조립체(1202)가 결합된 제1 서브 액츄에이터 홀더(1302)가 실장되며, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(1113) 위에는 제2 서브 렌즈 조립체(1203)가 결합된 제2 서브 액츄에이터 홀더(1303)가 실장될 수 있다.
도 5 및 도 6의 설명과 같이, 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(1111)에 광을 집광하는 메인 렌즈 조립체(1201)는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 메인 카메라의 렌즈 조립체일 수 있고, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(1112)에 광을 집광하는 제1 서브 렌즈 조립체(1202)는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 제1 서브 카메라의 렌즈 조립체일 수 있으며, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(1113)에 광을 집광하는 제2 서브 렌즈 조립체(1203)는 망원(tele)렌즈 조립체이며 제2 서브 카메라의 렌즈 조립체일 수 있다. 또한, 메인 렌즈 조립체(1201)는 광학 이미지 안정화 기능을 갖는 메인 카메라의 렌즈 조립체일 수 있다.
상술한 액츄에이터 홀더들은 열 접착제를 이용하여 인쇄 회로 기판(PCB)와 결합될 수 있다.
브라켓(Bracket)(1400)은 흔히 열 변형이 적은 금속 재질로 제작되며 세 개의 액츄에이터 홀더(1301,1302,1303)를 해당 위치에 단단히 고정시키는 역할을 한다.
듀얼 카메라 혹은 멀티 카메라 응용 분야에서는 두 카메라 모듈의 이미지들 사이에 이미지 정렬이 매우 중요한데 이미지 센서 픽셀 어레이들이 실리콘 기판상에 동일 마스크를 이용하여 제조되므로 이미지 센서 픽셀 어레이들 간의 정렬은 수 um 정밀도 수준에서 달성이 가능하다고 기대할 수 있다. 하지만, 액츄에이터 홀더가 이미지 센서 픽셀 어레이들 위에 실장될 때 카메라 사이의 간격이 설계 치수와 차이가 나는 위치에 고정될 수 있고 각각의 카메라의 틸트가 서로 다르게 발생할 수 있다. 추가로 스마트 폰 세트 내부에 멀티 카메라 모듈이 실장되는 경우 외부 스트레스 혹은 열에 의해 카메라 사이의 간격이나 틸트가 초기 실장 위치로부터 차이가 발생할 수 있게 된다. 따라서, 이러한 변형을 최소화하기 위해서 금속 재질의 브라켓을 이용하여 각각의 카메라들을 초기 실장 위치에 단단히 고정시키는 것이 필요하다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(2000)은 이미지 센서(1100)가 인쇄 회로 기판 (Printed Circuit Board; PCB)(PCB) 위에 실장되고, 인쇄 회로 기판(PCB)은 일측에 호스트와 전기적 연결을 위한 커넥터부(CON)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(2000)은 이미지 센서(2100)와 결합하여 카메라를 형성하는 렌즈 모듈(2200)과 액츄에이터 홀더 그룹(2300)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(2000)은 도 7 및 도 8의 설명과 같이, 반도체 기판의 일면에 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(2113)가 가운데 배치되고, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(2113)의 양측에 각각 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(2111) 및 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(2112)가 배치될 수 있다.
제1 이미지 센서 픽셀 어레이(2111) 위에는 메인 렌즈 조립체(2201)가 결합된 메인 액츄에이터 홀더(actuator holder)(2301)가 실장되고, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(2112) 위에는 제1 서브 렌즈 조립체(2202)가 결합된 제1 서브 액츄에이터 홀더(2302)가 실장되며, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(2113) 위에는 제2 서브 렌즈 조립체(2203)가 결합된 제2 서브 액츄에이터 홀더(2303)가 실장될 수 있다.
도 7 및 도 8의 설명과 같이, 제1 이미지 센서 픽셀 어레이(1111)에 광을 집광하는 메인 렌즈 조립체(1201)는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 메인 카메라의 렌즈 조립체일 수 있고, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이(1112)에 광을 집광하는 제1 서브 렌즈 조립체(1202)는 오토 포커스(auto focus) 기능을 갖는 제1 서브 카메라의 렌즈 조립체일 수 있으며, 제3 이미지 센서 픽셀 어레이(1113)에 광을 집광하는 제2 서브 렌즈 조립체(1203)는 망원(tele)렌즈 조립체이며 제2 서브 카메라의 렌즈 조립체일 수 있다. 또한, 메인 렌즈 조립체(1201)는 광학식 손떨림 보정(또는, 광학식 이미지 안정화) 기능을 갖는 메인 카메라의 렌즈 조립체일 수 있다.
도 10에서와 마찬가지로 각각의 카메라 사이의 간격이나 틸트의 변형을 최소화하기 위해서 금속 재질의 브라켓(2400)을 이용하여 각각의 카메라들을 인쇄회로기판(PCB)의 실장 위치에 단단히 고정시킬 수 있다.
더하여, 상기 메인 카메라와 상기 제1 서브 카메라는 광학식 손떨림 보정 기능을 가질 수 있다.
본 발명에서 제안하는 카메라 모듈은 이미지 합성 모드에서는 세 개의 이미지 센서 픽셀 배열들로부터 호스트로 각각 이미지들이 출력되며 저조도 밝기 보상, 역광 상황에서 계조 표현력 향상, 고해상도 구현과 같이 동일 화각의 두 개 카메라 모듈 출력이 요구되는 응용에서는 오토 포커싱 또는 광학식 손떨림 보정 기능을 갖는 메인 카메라 출력과 오토 포커싱 또는 광학식 손떨림 보정 기능을 갖는 제1 서브 카메라 출력이 이용된다. 반면에 서로 다른 화각의 두 개 카메라 모듈 출력이 요구되는 줌 모드에서는 오토 포커싱 또는 광학식 손떨림 보정 기능을 갖는 메인 카메라 출력과 망원 렌즈 조립체를 갖는 제2 서브 카메라 출력이 이용되도록 호스트에서 제1 서브 카메라의 이미지를 제2 서브 카메라의 이미지로 스위칭해서 사용하게 된다. 반대로 줌 모드에서 동작하다가 한 개 카메라 출력만 요구하는 일반 모드로 사용하는 경우에는 메인 카메라 출력만 이용하게 된다.
호스트에서 소비 전류 절약 모드로 설정하여 동작시키는 경우에는 메인 카메라만 동작시키고 나머지 제1 및 제2 카메라들은 대기 상태 (Standby)로 설정할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 멀티 카메라를 이용한 응용 기술을 구현함에 있어 이미지 합성을 위해 필수적인 두 개 카메라 사이의 이미지 정렬 연산을 최소화할 수 있는 이미지 센서 구조를 제안한다.
본 발명의 이미지 센서는 동일 마스크를 이용하여 반도체 공정으로 제조되므로 세로 방향으로 수 um 수준의 정밀도를 달성할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 거리 검출 연산에서 주요한 파라미터인 이미지 센서 픽셀 어레이들의 중심과 중심 사이의 간격(baseline)도 수 um 수준의 정밀도로 달성할 수 있을 것으로 기대된다.
더하여, 이미지 센서 픽셀 어레이들 사이에 이미지 회전을 수 분 이내의 정밀도로 달성할 수 있으므로 두 개 카메라 모듈의 출력 이미지를 이용한 이미지 합성 (저조도 보정, 역광 상황에서 계조 표현력 향상, 고해상도 구현, 거리 검출) 기술에서 요구되는 이미지 회전 보상도 무시할 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명에서 제안하는 이미지 센서는 내부에 동기화 블록을 포함하고 있으므로 세 개의 서로 다른 이미지 센서 픽셀 배열들의 노출 시간 시작과 종료를 동일하게 가져갈 수 있고, 라인 동기, 프레임 동기를 손쉽게 달성할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 동기화 블록을 포함하므로 호스트에서 프레임 동기를 맞추기 위한 지연 시간이 불필요하여 실시간 이미지 합성 처리에 유리하고 특별히 피사체가 움직이는 장면의 촬영 시에도 이미지 합성 과정에서 발생할 수 있는 모션 블러(motion blur)와 같은 부작용이 발생하지 않게 된다.
본 발명에서 제안하는 이미지 센서는 동기화된 기준 이미지와 상대 이미지를 이용해서 이미지 정렬을 수행한 후 정렬된 이미지들을 이용해서 내부에서 거리 검출을 수행하므로 호스트 AP(Application Processor)에서 이미지 정렬 혹은 거리 검출에 소요되는 부가적인 연산 시간을 줄일 수 있게 된다. 그 결과 호스트 AP의 계산 부하를 줄여서 소비 전류도 줄일 수 있게 된다.
본 발명에서 제안하는 이미지 센서는 내부에 OTP (One-Time Programmable) 메모리를 구비하여 이미지 정렬 과정에서 요구되는 기준 이미지 대비 상대 이미지의 피치(pitch), 요(yaw), 롤(roll) 회전량과 X축, Y축, Z축 이미지 쉬프트(shift)량을 교정 제조 과정에서 교정 값으로 기록할 수 있다. 이러한 OTP 메모리에 저장된 교정 값들은 이미지 정렬 연산 과정에서 신호 처리기 블록에서 직접 액세스하여 사용이 가능하므로 별도의 외부 메모리를 요구하지 않게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100,200,300,400,500,600,700,800,1100,2100: 이미지 센서
110,210,310,410,510,610,710,810: 하나의 반도체 기판
120,220,320,420,520,620,720,820: 픽셀 어레이부
121,221,321,421,521,621,721,821,1101,2101: 제1 이미지 센서 픽셀 어레이
122,222,322,422,522,622,722,822,1102,2102: 제2 이미지 센서 픽셀 어레이
123,223,323,423,523,623,723,823,1103,2103: 제3 이미지 센서 픽셀 어레이
130,230,330,430,530,630,730,830: 신호 처리부
131,231,331,431,531,631,731,831: 제1 아날로그 신호 처리부
132,232,332,432,532,632,732,832: 제2 아날로그 신호 처리부
333,433,533,633,733,833: 제3 아날로그 신호 처리부
133,233,334,434,534,634,734,834: 디지털 신호 처리부
240,440,540,640,740,840: 다른 하나의 반도체 기판
1000,200: 카메라 모듈
1200,2200: 렌즈 모듈
1201,2201: 제1 렌즈 조립체
1202,2202: 제2 렌즈 조립체
1203,2203: 제3 렌즈 조립체
1300,2300: 액츄에이터 홀더 그룹
1400,2400: 브라켓

Claims (23)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 적어도 하나의 반도체 기판; 및
    획득하는 이미지 특성이 서로 다른 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함하고,
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이는 상기 적어도 하나의 반도체 기판의 일면에 일정 간격으로 이격되어 일렬로 배치되며,
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이는 제1 화각을 갖는 렌즈로부터 이미지를 획득하는 제1 이미지 센서 픽셀 어레이와, 상기 제1 화각보다 넓은 제2 화각을 갖는 렌즈로부터 이미지를 획득하는 제2 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서.
  4. 적어도 하나의 반도체 기판; 및
    획득하는 이미지 특성이 서로 다른 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함하고,
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이는 상기 적어도 하나의 반도체 기판의 일면에 일정 간격으로 이격되어 일렬로 배치되며,
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이는 서로 일렬로 배치된 제1 이미지 센서 픽셀 어레이, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함하고,
    상기 제2 이미지 센서 픽셀 어레이 및 상기 제3 이미지 센서 픽셀 어레이는 상기 제1 이미지 센서 픽셀 어레이의 양측에 배치되고,
    상기 제1 이미지 센서 픽셀 어레이는 메인 카메라 렌즈로부터 이미지를 획득하고,
    상기 제2 이미지 센서 픽셀 어레이는 제1 서브 카메라 렌즈로부터 이미지를 획득하며,
    상기 제3 이미지 센서 픽셀 어레이는 제2 서브 카메라 렌즈로부터 이미지를 획득하는 이미지 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메인 카메라 렌즈는 오토 포커스(auto focus) 렌즈이고,
    상기 제1 서브 카메라 렌즈는 상기 메인 카메라 렌즈와 초점 길이 및 화각이 동일한 오토 포커스 렌즈이며,
    상기 제2 서브 카메라 렌즈는 상기 메인 카메라 렌즈보다 초점 길이가 길고, 화각이 좁은 망원 렌즈인 이미지 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메인 카메라 렌즈는 광학식 손떨림 보정(Optical Image Stabilization;OIS) 렌즈인 이미지 센서.
  7. 적어도 하나의 반도체 기판; 및
    획득하는 이미지 특성이 서로 다른 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함하고,
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이는 상기 적어도 하나의 반도체 기판의 일면에 일정 간격으로 이격되어 일렬로 배치되며,
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이는 서로 일렬로 배치된 제1 이미지 센서 픽셀 어레이, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함하고,
    상기 제1 이미지 센서 픽셀 어레이 및 상기 제2 이미지 센서 픽셀 어레이는 상기 제3 이미지 센서 픽셀 어레이의 양측에 배치되고,
    상기 제1 이미지 센서 픽셀 어레이는 메인 카메라 렌즈로부터 이미지를 획득하고,
    상기 제2 이미지 센서 픽셀 어레이는 제1 서브 카메라 렌즈로부터 이미지를 획득하며,
    상기 제3 이미지 센서 픽셀 어레이는 제2 서브 카메라 렌즈로부터 이미지를 획득하는 이미지 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메인 카메라 렌즈는 오토 포커스(auto focus) 렌즈이고,
    상기 제1 서브 카메라 렌즈는 상기 메인 카메라 렌즈와 초점 길이 및 화각이 동일한 오토 포커스 렌즈이며,
    상기 제2 서브 카메라 렌즈는 상기 메인 카메라 렌즈보다 초점 길이가 길고, 화각이 좁은 망원 렌즈인 이미지 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메인 카메라 렌즈는 광학식 손떨림 보정(Optical Image Stabilization;OIS) 렌즈인 이미지 센서.
  10. 제3항, 제4항 및 제7항 중 한 항에 있어서,
    상기 반도체 기판의 상기 일면에 배치되어 상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 획득한 이미지를 신호 처리하는 신호 처리부를 더 포함하는 이미지 센서.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 아날로그 신호를 각각 디지털 신호로 신호 변환하는 복수의 아날로그 신호 처리부; 및
    상기 복수의 아날로그 신호 처리부 각각으로부터의 디지털 신호로 신호 변환된 이미지를 동기화하는 디지털 신호 처리부
    를 포함하는 이미지 센서.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는 상기 복수의 아날로그 신호 처리부 각각의 해당 이미지 센서 픽셀 어레이의 라인 동기 및 프레임 동기를 일치시키는 이미지 센서.
  13. 제3항, 제4항 및 제7항 중 한 항에 있어서,
    상기 반도체 기판의 하면에 배치되는 다른 하나의 반도체 기판 ; 및
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 획득한 이미지를 신호 처리하는 신호 처리부를 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는
    상기 반도체 기판의 일면에 배치되어 상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 아날로그 신호를 각각 디지털 신호로 신호 변환하는 복수의 아날로그 신호 처리부; 및
    상기 다른 하나의 반도체 기판의 하면에 배치되어 복수의 아날로그 신호 처리부 각각으로부터의 디지털 신호로 신호 변환된 이미지를 동기화하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 이미지 센서.
  14. 삭제
  15. 적어도 하나의 반도체 기판의 일면에 일렬로 배치되는 제1 이미지 센서 픽셀 어레이, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이를 갖는 이미지 센서; 및
    상기 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이 중 해당하는 이미지 센서 픽셀 어레이에 광을 집광하는 제1 렌즈 조립체, 제2 렌즈 조립체 및 제3 렌즈 조립체를 갖는 렌즈 모듈을 포함하고,
    상기 제2 이미지 센서 픽셀 어레이 및 상기 제3 이미지 센서 픽셀 어레이는 상기 제1 이미지 센서 픽셀 어레이의 양측에 배치되고,
    상기 제1 이미지 센서 픽셀 어레이에 광을 집광하는 제1 렌즈 조립체는 메인 카메라용 렌즈 조립체이고,
    상기 제2 이미지 센서 픽셀 어레이에 광을 집광하는 제2 렌즈 조립체는 제1 서브 카메라용 렌즈 조립체이며,
    상기 제3 이미지 센서 픽셀 어레이에 광을 집광하는 제3 렌즈 조립체는 제2 서브 카메라용 렌즈 조립체인 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 조립체는 오토 포커스(auto focus) 렌즈 조립체이고,
    상기 제2 렌즈 조립체는 상기 제1 렌즈 조립체와 초점 길이 및 화각이 동일한 오토 포커스 렌즈 조립체이며,
    상기 제3 렌즈 조립체는 상기 제1 렌즈 조립체보다 초점 길이가 길고, 화각이 좁은 망원 렌즈 조립체인 카메라 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 조립체는 광학식 손떨림 보정(Optical Image Stabilization;OIS) 렌즈 조립체인 카메라 모듈.
  18. 적어도 하나의 반도체 기판의 일면에 일렬로 배치되는 제1 이미지 센서 픽셀 어레이, 제2 이미지 센서 픽셀 어레이 및 제3 이미지 센서 픽셀 어레이를 갖는 이미지 센서; 및
    상기 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이 중 해당하는 이미지 센서 픽셀 어레이에 광을 집광하는 제1 렌즈 조립체, 제2 렌즈 조립체 및 제3 렌즈 조립체를 갖는 렌즈 모듈을 포함하고,
    상기 제1 이미지 센서 픽셀 어레이 및 상기 제2 이미지 센서 픽셀 어레이는 상기 제3 이미지 센서 픽셀 어레이의 양측에 배치되고,
    상기 제1 이미지 센서 픽셀 어레이에 광을 집광하는 제1 렌즈 조립체는 메인 카메라용 렌즈 조립체이고,
    상기 제2 이미지 센서 픽셀 어레이에 광을 집광하는 제2 렌즈 조립체는 제1 서브 카메라용 렌즈 조립체이며,
    상기 제3 이미지 센서 픽셀 어레이에 광을 집광하는 제3 렌즈 조립체는 제2 서브 카메라용 렌즈 조립체인 카메라 모듈.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 조립체는 오토 포커스(auto focus) 렌즈 조립체이고,
    상기 제2 렌즈 조립체는 상기 제1 렌즈 조립체와 초점 길이 및 화각이 동일한 오토 포커스 렌즈 조립체이며,
    상기 제3 렌즈 조립체는 상기 제1 렌즈 조립체보다 초점 길이가 길고, 화각이 좁은 망원 렌즈 조립체인 카메라 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 조립체는 광학식 손떨림 보정(Optical Image Stabilization;OIS) 렌즈 조립체인 카메라 모듈.
  21. 제15항 및 제18항 중 한 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 반도체 기판의 상기 일면에 배치되어 상기 적어도 둘의 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 획득한 이미지를 신호 처리하는 신호 처리부를 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는
    상기 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 아날로그 신호를 각각 디지털 신호로 신호 변환하는 제1 내지 제3 아날로그 신호 처리부; 및
    상기 제1 내지 제3 아날로그 신호 처리부 각각으로부터의 디지털 신호로 신호 변환된 이미지를 동기화하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 카메라 모듈.
  22. 제15항 및 제18항 중 한 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는
    상기 반도체 기판의 하면에 배치되는 다른 하나의 반도체 기판 ; 및
    상기 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 획득한 이미지를 신호 처리하는 신호 처리부를 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는
    상기 반도체 기판의 일면에 배치되어 상기 제1 내지 제3 이미지 센서 픽셀 어레이로부터의 아날로그 신호를 각각 디지털 신호로 신호 변환하는 제1 내지 제3 아날로그 신호 처리부; 및
    상기 다른 하나의 반도체 기판의 하면에 배치되어 상기 제1 내지 제3 아날로그 신호 처리부 각각으로부터의 디지털 신호로 신호 변환된 이미지를 동기화하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 카메라 모듈.
  23. 제3항, 제4항 및 제7항 중 한 항에 있어서,
    상기 복수의 이미지 센서 픽셀 어레이는 흑백 이미지를 획득하는 제1 이미지 센서 픽셀 어레이와, 컬러 이미지를 획득하는 제2 이미지 센서 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서.
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