KR102520487B1 - 이미지 센싱 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 제1 서브 픽셀 어레이 - 제1 컬러 필터를 가지는 복수의 제1 픽셀들을 포함함 - 와 제2 서브 픽셀 어레이 - 제2 컬러 필터를 가지는 복수의 제2 픽셀들과 위상 감지(phase detection)를 위한 복수의 제3 픽셀들을 포함함 - 를 포함하고, 상기 제1 픽셀들로부터 제1 픽셀값들을 생성하고 상기 제2 픽셀들로부터 제2 픽셀값들을 생성하며 상기 제3 픽셀들로부터 제3 픽셀값들을 생성하는 이미지 센서; 및 상기 제1 픽셀값들에 기초하여 상기 제1 서브 픽셀 어레이에 대응하는 제1 이미지값을 생성하고 상기 제1 내지 제3 픽셀값들에 기초하여 상기 제2 서브 픽셀 어레이에 대응하는 제2 이미지값을 생성하는 이미지 프로세서를 포함하는 이미지 센싱 장치를 제공한다.

Description

이미지 센싱 장치{IMAGE SENSING DEVICE}
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이미지 센싱 장치에 관한 것이다.
이미지 센싱 장치는 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 이미지를 캡쳐(capture)하는 소자이다. 이미지 센싱 장치는 크게 CCD(Charge Coupled Device)를 이용한 이미지 센싱 장치와, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 이용한 이미지 센싱 장치로 구분될 수 있다. 최근에는 아날로그 및 디지털 제어회로를 하나의 집적회로(IC) 위에 직접 구현할 수 있는 장점으로 인하여 CMOS를 이용한 이미지 센싱 장치가 많이 이용되고 있다.
본 발명의 실시예는 이미지용 픽셀과 위상 감지(phase detection)용 픽셀이 혼재된 구조에서 이미지를 처리할 때 상기 위상 감지용 픽셀로부터 생성되는 픽셀값을 보상할 수 있는 이미지 센싱 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이미지 센싱 장치는, 제1 컬러 필터 - 입사되는 빛 중에서 제1 컬러에 대응하는 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제1 픽셀들을 포함하는 제1 서브 픽셀 어레이 및 제2 컬러 필터 - 입사되는 빛 중에서 제2 컬러에 대응하는 제2 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제2 픽셀들과 제3 컬러 필터 - 입사되는 빛 중에서 제3 컬러에 대응하는 제3 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지며 위상 감지(phase detection)를 위한 복수의 제3 픽셀들을 포함하는 제2 서브 픽셀 어레이를 포함하고, 상기 제1 픽셀들로부터 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응하는 제1 픽셀값들을 생성하고 상기 제2 픽셀들로부터 상기 제2 파장 범위의 빛에 대응하는 제2 픽셀값들을 생성하며 상기 제3 픽셀들로부터 상기 제3 파장 범위의 빛에 대응하는 제3 픽셀값들을 생성하는 이미지 센서; 및 상기 제1 픽셀값들에 기초하여 상기 제1 서브 픽셀 어레이에 대응하는 제1 이미지값을 생성하고 상기 제1 내지 제3 픽셀값들에 기초하여 상기 제2 서브 픽셀 어레이에 대응하는 제2 이미지값을 생성하는 이미지 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 제1 이미지값은 상기 제1 픽셀값들을 합성함으로써 생성될 수 있고, 상기 제2 이미지값은 상기 제1 픽셀값들을 기반으로 상기 제3 픽셀값에 대응하여 추정된 제4 픽셀값을 상기 제2 및 제3 픽셀값들을 합성한 이미지값에서 제거함으로써 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이미지 센싱 장치는, 각각 제1 컬러 패턴으로 배열되며 이미지용 픽셀들로만 구성된 4 X 4 픽셀 단위의 제1 및 제2 단위 픽셀 어레이와, 제2 컬러 패턴으로 배열되며 이미지용 픽셀들과 위상 감지(phase detection)용 픽셀들로 구성된 4 X 4 픽셀 단위의 제3 단위 픽셀 어레이를 포함하고, 입사되는 빛에 기초하여, 상기 제1 단위 픽셀 어레이로부터 제1 픽셀값들을 생성하고 상기 제2 단위 픽셀 어레이로부터 제2 픽셀값들을 생성하며 상기 제3 단위 픽셀 어레이로부터 제3 픽셀값들을 생성하는 이미지 센서; 및 상기 제1 픽셀값들에 기초하여 상기 제1 단위 픽셀 어레이에 대응하는 제1 이미지값들을 생성하고 상기 제2 픽셀값들에 기초하여 상기 제2 단위 픽셀 어레이에 대응하는 제2 이미지값들을 생성하고 상기 제1 픽셀값들 중 일부의 픽셀값과 상기 제2 픽셀값들 중 일부의 픽셀값과 상기 제3 픽셀값들에 기초하여 상기 제3 단위 픽셀 어레이에 대응하는 제3 이미지값들을 생성하는 이미지 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 이미지 프로세서는, 상기 제1 내지 제3 픽셀값들을 각각 2 X 2 픽셀 단위로 합성하여 상기 제1 내지 제3 이미지값들을 생성하기 위한 합성부; 상기 제1 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제2 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제3 이미지값들을 추출하기 위한 추출부; 상기 제1 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제2 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제3 이미지값들의 일부의 이미지값들에 기초하여 상기 제3 이미지값들 중 타겟값에 대응하는 보정값을 생성하기 위한 보정부; 및 상기 제3 이미지값들 중 상기 타겟값을 상기 보정값으로 대체하기 위한 이미지 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이미지 센싱 장치는, 제2 컬러 필터 - 입사되는 제5 빛 중에서 제2 컬러에 대응하는 제2 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 적어도 하나의 제5 이미지용 픽셀과 제3 컬러 필터 - 입사되는 제6 빛 중에서 제3 컬러에 대응하는 제3 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 적어도 하나의 위상 감지(phase detection)용 픽셀을 포함하는 제5 서브 픽셀 어레이; 상기 제5 서브 픽셀 어레이의 상측에 이웃하여 배치되고, 각각 제1 컬러 필터 - 입사되는 제1 빛 중에서 제1 컬러에 대응하는 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제1 이미지용 픽셀들을 포함하는 제1 서브 픽셀 어레이; 상기 제5 서브 픽셀 어레이의 하측에 이웃하여 배치되고, 각각 상기 제1 컬러 필터 - 입사되는 제2 빛 중에서 상기 제1 컬러에 대응하는 상기 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제2 이미지용 픽셀들을 포함하는 제2 서브 픽셀 어레이; 상기 제5 서브 픽셀 어레이의 좌측에 이웃하여 배치되고, 각각 상기 제1 컬러 필터 - 입사되는 제3 빛 중에서 상기 제1 컬러에 대응하는 상기 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제3 이미지용 픽셀들을 포함하는 제3 서브 픽셀 어레이; 상기 제5 서브 픽셀 어레이의 우측에 이웃하여 배치되고, 각각 상기 제1 컬러 필터 - 입사되는 제4 빛 중에서 상기 제1 컬러에 대응하는 상기 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제4 이미지용 픽셀들을 포함하는 제4 서브 픽셀 어레이; 및 상기 제1 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제1 픽셀값들 - 상기 제1 빛 중에서 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응함 - 에 기초하여 제1 이미지값을 생성하고, 제2 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제2 픽셀값들 - 상기 제2 빛 중에서 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응함 - 에 기초하여 제2 이미지값을 생성하고, 상기 제3 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제3 픽셀값 - 상기 제3 빛 중에서 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응함 - 들에 기초하여 제3 이미지값을 생성하고, 상기 제4 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제4 픽셀값들 - 상기 제4 빛 중에서 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응함 - 에 기초하여 제4 이미지값을 생성하고, 상기 제1 내지 제4 이미지값과 상기 제5 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제5 픽셀값들 - 상기 제5 빛 중에서 상기 제2 파장 범위의 빛에 대응하는 적어도 하나의 픽셀값과 상기 제6 빛 중에서 상기 제3 파장 범위의 빛에 대응하는 적어도 하나의 픽셀값을 포함함 - 에 기초하여 제5 이미지값을 생성하는 이미지 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 제3 컬러 필터는 상기 제1 컬러 필터와 같고 상기 제2 컬러 필터와 다를 수 있다.
상기 제1 컬러 필터는 그린 컬러 필터를 포함할 수 있고, 상기 제2 컬러 필터는 블루 컬러 필터 또는 레드 컬러 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 이미지를 처리할 때 위상 감지(phase detection)용 픽셀로부터 생성되는 픽셀값을 보상함으로써 원래의 이미지에 더욱 가까운 이미지값을 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 도 1에 도시된 이미지 프로세서의 블록 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 이미지 프로세서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "접속"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 접속"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 접속"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체의 기재에 있어서 일부 구성요소들을 단수형으로 기재하였다고 해서, 본 발명이 그에 국한되는 것은 아니며, 해당 구성요소가 복수 개로 이루어질 수 있음을 알 것이다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱 장치가 블록 구성도로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 이미지 센싱 장치(100)는 이미지 센서(110), 및 이미지 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(110)는 촬상된 이미지에 대응하는 픽셀값들을 생성할 수 있다.
이미지 프로세서(120)는 픽셀값들에 기초하여 상기 촬상된 이미지에 대응하는 이미지 프레임을 생성할 수 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 이미지 센서(110)에 포함된 픽셀 어레이를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 2에는 설명의 편의를 위해 상기 픽셀 어레이의 일부만이 도시되어 있음에 유의한다.
도 2를 참조하면, 상기 픽셀 어레이는 제1 컬러 패턴으로 배열된 4 X 4 픽셀 단위의 제1 내지 제3 단위 픽셀 어레이(111, 113, 115), 및 제2 컬러 패턴으로 배열된 4 X 4 픽셀 단위의 제4 단위 픽셀 어레이(117)를 포함할 수 있다.
제1 단위 픽셀 어레이(111)는 2 X 2 픽셀 단위의 제1 내지 제4 서브 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀 어레이는 각각 동일한 컬러 필터를 가지는 제1 내지 제4 이미지용 픽셀을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 및 제2 서브 픽셀 어레이는 제1 사선 방향으로 배치될 수 있고, 상기 제3 및 제4 서브 픽셀 어레이는 상기 제1 사선 방향과 교차되는 제2 사건 방향으로 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 서브 픽셀 어레이는 각각 그린 컬러(G0) 필터를 가지는 제1 내지 제4 이미지용 픽셀을 포함할 수 있고, 제3 서브 픽셀 어레이는 레드 컬러(R0) 필터를 가지는 제1 내지 제4 이미지용 픽셀을 포함할 수 있고, 제4 서브 픽셀 어레이는 블루 컬러(B0) 필터를 가지는 제1 내지 제4 이미지용 픽셀을 포함할 수 있다.
제2 및 제3 단위 픽셀 어레이(113, 115)는 각각 제1 단위 픽셀 어레이(111)와 동일한 컬러 패턴을 가지므로 그에 대한 설명은 생략한다.
제4 단위 픽셀 어레이(117)는 2 X 2 픽셀 단위의 제5 내지 제8 서브 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 상기 제5 내지 제7 서브 픽셀 어레이는 각각 상기 제1 내지 제3 서브 픽셀 어레이와 동일한 컬러 패턴을 가지므로 그에 대한 설명은 생략한다. 상기 제8 서브 픽셀 어레이는 동일한 컬러 필터를 가지는 제5 및 제6 이미지용 픽셀들과 오토 포커스(auto focus)를 위한 제1 및 제2 위상 감지(phase detection)용 픽셀들(LPD, RPD)을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 제5 및 제6 이미지용 픽셀들은 상부에 배치될 수 있고, 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)은 하부에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 제5 및 제6 이미지용 픽셀들이 상부에 배치되고 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)이 하부에 배치되는 것을 예로 들어 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제5 및 제6 이미지용 픽셀들이 하부에 배치되고 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)이 상부에 배치될 수도 있고, 또는 상기 제5 및 제6 이미지용 픽셀들이 제1 사선 방향으로 배치되고 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)이 상기 제1 사선 방향과 교차되는 제2 사선 방향으로 배치될 수도 있다. 상기 제5 및 제6 이미지용 픽셀들은 블루 컬러(B3) 필터를 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)은 각각 그린 컬러 필터를 가질 수 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 이미지 프로세서(120)가 블록 구성도로 도시되어 있고, 도 4에는 도 3에 도시된 이미지 프로세서(120)의 동작을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 이미지 프로세서(120)는 합성부(121), 추출부(123), 보정부(125), 및 이미지 처리부(127)를 포함할 수 있다.
합성부(121)는 이미지 센서(110)로부터 생성되는 상기 픽셀값들을 서브 픽셀 어레이별로 합성하고 이미지값들을 생성할 수 있다. 예컨대, 합성부(121)는 제1 내지 제3 단위 픽셀 어레이(111, 113, 115)에 포함된 각각의 제1 서브 픽셀 어레이의 픽셀값들을 합성하여 이미지값들(G01, G03, G21)을 생성할 수 있고, 제1 내지 제3 단위 픽셀 어레이(111, 113, 115)에 포함된 각각의 제2 서브 픽셀 어레이의 픽셀값들을 합성하여 이미지값들(G10, G12, G30)을 생성할 수 있고, 제1 내지 제3 단위 픽셀 어레이(111, 113, 115)에 포함된 각각의 제3 서브 픽셀 어레이의 픽셀값들을 합성하여 이미지값들(R11, R13, R31)을 생성할 수 있고, 제1 내지 제3 단위 픽셀 어레이(111, 113, 115)에 포함된 각각의 제4 서브 픽셀 어레이의 픽셀값들을 합성하여 이미지값들(B00, B02, B20)을 생성할 수 있다. 또한, 합성부(121)는 제4 단위 픽셀 어레이(117)에 포함된 상기 제5 서브 픽셀 어레이의 픽셀값들을 합성하여 이미지값(G23)을 생성할 수 있고, 제4 단위 픽셀 어레이(117)에 포함된 상기 제6 서브 픽셀 어레이의 픽셀값들을 합성하여 이미지값(G32)을 생성할 수 있고, 제4 단위 픽셀 어레이(117)에 포함된 상기 제7 서브 픽셀 어레이의 픽셀값들을 합성하여 이미지값(R33)을 생성할 수 있고, 제4 단위 픽셀 어레이(117)에 포함된 상기 제8 서브 픽셀 어레이의 픽셀값들을 합성하여 이미지값(X)을 생성할 수 있다. 이하에서는 상기 이미지값(X)을 '타겟값(X)'이라 칭하여 설명한다.
여기서, 상기 타겟값(X)에는 상기 제5 및 제6 이미지용 픽셀들의 픽셀값들과 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)의 픽셀값들이 포함되어 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제5 및 제6 이미지용 픽셀들의 픽셀값들은 블루 컬러(B3) 필터를 통과한 픽셀값들을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)의 픽셀값들은 그린 컬러 필터를 통과한 픽셀값들을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 타겟값(X)에는 원치않은 픽셀값, 즉 그린 컬러 필터를 통과한 픽셀값을 포함할 수 있다.
추출부(123)는 합성부(121)로부터 생성되는 상기 이미지값들 중 상기 타겟값(X)과 상기 제8 서브 픽셀 어레이의 주변에 배치된 서브 픽셀 어레이들의 이미지값들(G12, G21, G23, G32)을 추출할 수 있다. 즉, 추출부(123)는 제2 단위 픽셀 어레이(113)에 포함된 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀 어레이 중 상기 제8 서브 픽셀 어레이의 상측에 이웃하여 배치된 제2 서브 픽셀 어레이의 이미지값(G12)과, 제3 단위 픽셀 어레이(115)에 포함된 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀 어레이 중 상기 제8 서브 픽셀 어레이의 죄측에 이웃하여 배치된 제1 서브 픽셀 어레이의 이미지값(G21)과, 제4 단위 픽셀 어레이(117)에 포함된 상기 제5 및 제6 서브 픽셀 어레이 중 상기 제8 서브 픽셀 어레이의 우측에 이웃하여 배치된 상기 제5 서브 픽셀 어레이의 이미지값(G23)과, 제4 단위 픽셀 어레이(117)에 포함된 상기 제5 및 제6 서브 픽셀 어레이 중 상기 제8 서브 픽셀 어레이의 하측에 이웃하여 배치된 상기 제6 서브 픽셀 어레이의 이미지값(G32)을 추출할 수 있다. 이하에서는 상기 제8 서브 픽셀 어레이의 주변에 배치된 서브 픽셀 어레이들의 이미지값들(G12, G21, G23, G32)을 '주변값들(G12, G21, G23, G32)'이라 칭하여 설명한다.
보정부(125)는 상기 타겟값(X)과 상기 주변값들(G12, G21, G23, G32)에 기초하여 상기 타겟값(X)에 대응하는 보정값을 생성할 수 있다. 예컨대, 보정부(125)는 다음의 수학식 1에 기초하여 상기 보정값을 생성할 수 있다.
Figure 112018018423461-pat00001
여기서, 'X'는 앞서 설명한 상기 제8 서브 픽셀 어레이의 이미지값(즉, 상기 타겟값)을 말하고, 'V0'는 상기 제8 서브 픽셀 어레이에 포함된 상기 제5 이미지용 픽셀의 픽셀값을 말하고, 'V1'은 상기 제8 서브 픽셀 어레이에 포함된 상기 제6 이미지용 픽셀의 픽셀값을 말하고, 'VLPD'는 상기 제8 서브 픽셀 어레이에 포함된 상기 제1 위상 감지용 픽셀(LPD)의 픽셀값을 말하고, 'VRPD'는 상기 제8 서브 픽셀 어레이에 포함된 상기 제2 위상 감지용 픽셀(RPD)의 픽셀값을 말하고, 'XG'는 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀(LPD, RPD)의 픽셀값들의 합(VLPD+VRPD)을 말하고, 'VGavg'는 상기 주변값들(G12, G21, G23, G32) 중 최대값과 최소값을 제외한 이미지값들의 평균값을 말하고, 'ratio'는 'VLPD' 및 'VRPD'와 상기 주변값들(G12, G21, G23, G32) 간의 비율을 나타내는 계수를 말하고, 'Xcomp'는 상기 보정값을 말한다.
보정부(125)는 상기 주변값들(G12, G21, G23, G32)에 기초하여 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)의 픽셀값들의 합(VLPD+VRPD)을 추정할 수 있다. 예컨대, 보정부(125)는 상기 주변값들(G12, G21, G23, G32) 중 최대값과 최소값을 제외한 이미지값들의 평균값(VGavg)을 계산한 다음 그 계산된 평균값(VGavg)을 기설정된 계수(2*ratio)로 나눔으로써 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)의 픽셀값들의 합(VLPD+VRPD=XG)을 추정할 수 있다.
그리고, 보정부(125)는 타겟값(X)에서 상기 제1 및 제2 위상 감지용 픽셀들(LPD, RPD)의 픽셀값들의 합(VLPD+VRPD=XG)을 제거한 결과에 2배를 해줌으로써 상기 보정값(Xcomp)을 생성할 수 있다.
이미지 처리부(127)는 합성부(121)로부터 생성되는 이미지값들과 보정부(125)로부터 생성된 상기 보정값(Vcomp)에 기초하여 원래의 이미지에 상응하는 이미지 프레임을 생성할 수 있다. 예컨대, 이미지 처리부(127)는 합성부(121)로부터 생성되는 이미지값들 중 상기 타겟값(X)을 상기 보정값(Vcomp)으로 대체함으로써 상기 이미지 프레임을 생성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 보상이 필요한 이미지값에서 원치않는 픽셀값을 제거함으로써 원하는 픽셀값만을 포함하는 이미지값을 생성할 수 있기 때문에, 상기 보상이 필요한 이미지값을 다른 값으로 보간(interpolation)하는 방식에 비하여 매우 정확한 이미지값을 획득할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 이상에서 설명한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경으로 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 이미지 센싱 장치 110 : 이미지 센서
111 ~ 117 : 단위 픽셀 어레이들 120 : 이미지 프로세서
121 : 합성부 123 : 추출부
125 : 보정부 127 : 이미지 처리부

Claims (17)

  1. 제1 컬러 필터 - 입사되는 빛 중에서 제1 컬러에 대응하는 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제1 픽셀들을 포함하는 제1 서브 픽셀 어레이 및 제2 컬러 필터 - 입사되는 빛 중에서 제2 컬러에 대응하는 제2 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제2 픽셀들과 제3 컬러 필터 - 입사되는 빛 중에서 제3 컬러에 대응하는 제3 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지며 위상 감지(phase detection)를 위한 복수의 제3 픽셀들을 포함하는 제2 서브 픽셀 어레이를 포함하고, 상기 제1 픽셀들로부터 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응하는 제1 픽셀값들을 생성하고 상기 제2 픽셀들로부터 상기 제2 파장 범위의 빛에 대응하는 제2 픽셀값들을 생성하며 상기 제3 픽셀들로부터 상기 제3 파장 범위의 빛에 대응하는 제3 픽셀값들을 생성하는 이미지 센서; 및
    상기 제1 픽셀값들에 기초하여 상기 제1 서브 픽셀 어레이에 대응하는 제1 이미지값을 생성하고 상기 제1 내지 제3 픽셀값들에 기초하여 상기 제2 서브 픽셀 어레이에 대응하는 제2 이미지값을 생성하는 이미지 프로세서
    를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 이미지값은 상기 제1 픽셀값들을 합성함으로써 생성되고,
    상기 제2 이미지값은 상기 제1 픽셀값들을 기반으로 상기 제3 픽셀값에 대응하여 추정된 제4 픽셀값을 상기 제2 및 제3 픽셀값들을 합성한 이미지값에서 제거함으로써 생성되는 이미지 센싱 장치.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제3 컬러 필터는 상기 제1 컬러 필터와 같고 상기 제2 컬러 필터와 다른 이미지 센싱 장치.
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제3항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 그린 컬러 필터를 포함하고,
    상기 제2 컬러 필터는 블루 컬러 필터 또는 레드 컬러 필터를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 픽셀 어레이와 상기 제2 서브 픽셀 어레이는 서로 이웃하여 배치되는 이미지 센싱 장치.
  6. 각각 제1 컬러 패턴으로 배열되며 이미지용 픽셀들로만 구성된 4 X 4 픽셀 단위의 제1 및 제2 단위 픽셀 어레이와, 제2 컬러 패턴으로 배열되며 이미지용 픽셀들과 위상 감지(phase detection)용 픽셀들로 구성된 4 X 4 픽셀 단위의 제3 단위 픽셀 어레이를 포함하고, 입사되는 빛에 기초하여, 상기 제1 단위 픽셀 어레이로부터 제1 픽셀값들을 생성하고 상기 제2 단위 픽셀 어레이로부터 제2 픽셀값들을 생성하며 상기 제3 단위 픽셀 어레이로부터 제3 픽셀값들을 생성하는 이미지 센서; 및
    상기 제1 픽셀값들에 기초하여 상기 제1 단위 픽셀 어레이에 대응하는 제1 이미지값들을 생성하고 상기 제2 픽셀값들에 기초하여 상기 제2 단위 픽셀 어레이에 대응하는 제2 이미지값들을 생성하고 상기 제1 픽셀값들 중 일부의 픽셀값과 상기 제2 픽셀값들 중 일부의 픽셀값과 상기 제3 픽셀값들에 기초하여 상기 제3 단위 픽셀 어레이에 대응하는 제3 이미지값들을 생성하는 이미지 프로세서
    를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제6항에 있어서,
    상기 이미지 프로세서는,
    상기 제1 내지 제3 픽셀값들을 각각 2 X 2 픽셀 단위로 합성하여 상기 제1 내지 제3 이미지값들을 생성하기 위한 합성부;
    상기 제1 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제2 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제3 이미지값들을 추출하기 위한 추출부;
    상기 제1 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제2 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제3 이미지값들의 일부의 이미지값들에 기초하여 상기 제3 이미지값들 중 타겟값에 대응하는 보정값을 생성하기 위한 보정부; 및
    상기 제3 이미지값들 중 상기 타겟값을 상기 보정값으로 대체하기 위한 이미지 처리부를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서,
    상기 타겟값은 상기 위상 감지용 픽셀들을 포함하는 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 픽셀값들을 합성함으로써 얻어진 이미지값을 포함하는 이미지 센싱 장치.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서,
    상기 보정부는 상기 제1 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제2 이미지값들 중 일부의 이미지값들과 상기 제3 이미지값들 중 일부의 이미지값에 기초하여 상기 위상 감지용 픽셀들의 픽셀값들의 합을 추정하고, 그 추정된 값을 상기 타겟값에서 제거함으로써 상기 보정값을 생성하는 이미지 센싱 장치.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제6항에 있어서,
    상기 제1 픽셀값들 중 일부의 픽셀값은 그린 컬러 필터를 가지는 이미지용 픽셀로부터 생성되고,
    상기 제2 픽셀값들 중 일부의 픽셀값은 상기 그린 컬러 필터를 가지는 이미지용 픽셀로부터 생성되고,
    상기 위상 감지용 픽셀들은 각각 상기 그린 컬러 필터를 가지는 이미지 센싱 장치.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제6항에 있어서,
    상기 제1 단위 픽셀 어레이는 상기 제3 단위 픽셀 어레이를 기준으로 상하 중 어느 한 측에 이웃하여 배치되고,
    상기 제2 단위 픽셀 어레이는 상기 제3 단위 픽셀 어레이를 기준으로 좌우 중 어느 한 측에 이웃하여 배치되는 이미지 센싱 장치.
  12. 제2 컬러 필터 - 입사되는 제5 빛 중에서 제2 컬러에 대응하는 제2 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 적어도 하나의 제5 이미지용 픽셀과 제3 컬러 필터 - 입사되는 제6 빛 중에서 제3 컬러에 대응하는 제3 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 적어도 하나의 위상 감지(phase detection)용 픽셀을 포함하는 제5 서브 픽셀 어레이;
    상기 제5 서브 픽셀 어레이의 상측에 이웃하여 배치되고, 각각 제1 컬러 필터 - 입사되는 제1 빛 중에서 제1 컬러에 대응하는 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제1 이미지용 픽셀들을 포함하는 제1 서브 픽셀 어레이;
    상기 제5 서브 픽셀 어레이의 하측에 이웃하여 배치되고, 각각 상기 제1 컬러 필터 - 입사되는 제2 빛 중에서 상기 제1 컬러에 대응하는 상기 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제2 이미지용 픽셀들을 포함하는 제2 서브 픽셀 어레이;
    상기 제5 서브 픽셀 어레이의 좌측에 이웃하여 배치되고, 각각 상기 제1 컬러 필터 - 입사되는 제3 빛 중에서 상기 제1 컬러에 대응하는 상기 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제3 이미지용 픽셀들을 포함하는 제3 서브 픽셀 어레이;
    상기 제5 서브 픽셀 어레이의 우측에 이웃하여 배치되고, 각각 상기 제1 컬러 필터 - 입사되는 제4 빛 중에서 상기 제1 컬러에 대응하는 상기 제1 파장 범위의 빛을 통과시킴 - 를 가지는 제4 이미지용 픽셀들을 포함하는 제4 서브 픽셀 어레이; 및
    상기 제1 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제1 픽셀값들 - 상기 제1 빛 중에서 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응함 - 에 기초하여 제1 이미지값을 생성하고, 제2 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제2 픽셀값들 - 상기 제2 빛 중에서 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응함 - 에 기초하여 제2 이미지값을 생성하고, 상기 제3 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제3 픽셀값 - 상기 제3 빛 중에서 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응함 - 들에 기초하여 제3 이미지값을 생성하고, 상기 제4 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제4 픽셀값들 - 상기 제4 빛 중에서 상기 제1 파장 범위의 빛에 대응함 - 에 기초하여 제4 이미지값을 생성하고, 상기 제1 내지 제4 이미지값과 상기 제5 서브 픽셀 어레이로부터 생성되는 제5 픽셀값들 - 상기 제5 빛 중에서 상기 제2 파장 범위의 빛에 대응하는 적어도 하나의 픽셀값과 상기 제6 빛 중에서 상기 제3 파장 범위의 빛에 대응하는 적어도 하나의 픽셀값을 포함함 - 에 기초하여 제5 이미지값을 생성하는 이미지 프로세서
    를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 제3 컬러 필터는 상기 제1 컬러 필터와 같고 상기 제2 컬러 필터와 다른 이미지 센싱 장치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 그린 컬러 필터를 포함하고,
    상기 제2 컬러 필터는 블루 컬러 필터 또는 레드 컬러 필터를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 이미지 프로세서는,
    상기 제1 내지 제5 픽셀값들을 각각 합성하여 상기 제1 내지 제5 이미지값들을 생성하기 위한 합성부;
    상기 제5 이미지값을 타겟값으로서 추출하고, 상기 제1 내지 제4 이미지값들을 주변값들로서 추출하기 위한 추출부;
    상기 주변값들에 기초하여 상기 타겟값에 대응하는 보정값을 생성하기 위한 보정부; 및
    상기 제5 이미지값을 상기 보정값으로 대체하기 위한 이미지 처리부를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제15항에 있어서,
    상기 보정부는 상기 주변값들에 기초하여 상기 위상 감지용 픽셀의 픽셀값을 추정하고, 그 추정된 값을 상기 타겟값에서 제거함으로써 상기 보정값을 생성하는 이미지 센싱 장치.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제16항에 있어서,
    상기 보정부는 상기 주변값들 중 최대값과 최소값을 제외한 이미지값들의 평균값을 계산하고 그 계산된 평균값을 기설정된 계수로 나눔으로써 상기 위상 감지용 픽셀의 픽셀값을 추정하는 이미지 센싱 장치.
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