KR20060131508A - Pixel array with mirror symmetry - Google Patents

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KR20060131508A
KR20060131508A KR1020050052012A KR20050052012A KR20060131508A KR 20060131508 A KR20060131508 A KR 20060131508A KR 1020050052012 A KR1020050052012 A KR 1020050052012A KR 20050052012 A KR20050052012 A KR 20050052012A KR 20060131508 A KR20060131508 A KR 20060131508A
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겟뜨만 알렉산더
테츠오 아사바
김범석
선요한
김세영
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삼성전자주식회사
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Abstract

A pixel array is provided to reduce remarkably an allocated area per each unit pixel by using a symmetrical mirror structure. A pixel array includes a plurality of unit pixels, wherein the plurality of unit pixels are arranged like a two-dimensional structure. The plurality of unit pixels of the pixel array are symmetrically arranged by using a virtual horizontal line(H/L) as a first reference. The plurality of unit pixels of the pixel array are symmetrically arranged by using a virtual vertical line(V/L) as a second reference. The virtual horizontal line penetrates a geometrical center position of the pixel array. The virtual vertical line penetrates the geometrical center position of the pixel array.

Description

미러 대칭 구조의 픽셀배열{Pixel Array with mirror symmetry} Pixel Array with mirror symmetry

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 CMOS 이미지 센서에 입사되는 주 광선의 입사각을 나타낸다. 1 shows an angle of incidence of principal rays incident on a CMOS image sensor.

도 2는 주 광선의 입사각에 따른 CMOS 이미지 센서의 감광능력을 나타낸다. 2 shows the photosensitivity of the CMOS image sensor according to the incident angle of the main light beam.

도 3은 픽셀에 대한 주 광선의 광학적 모형도(optical schematic diagram)이다. 3 is an optical schematic diagram of the principal ray with respect to the pixel.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미러 대칭 구조의 픽셀배열을 나타낸다. 4 illustrates a pixel array of a mirror symmetric structure according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미러 대칭 구조의 일 예이다. 5 is an example of a mirror symmetric structure according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미러 대칭 구조의 다른 일 예이다. 6 is another example of a mirror symmetric structure according to an embodiment of the present invention.

도 7a는 CMOS 이미지 센서 중 픽셀들이 배열된 부분을 나타낸다. 7A illustrates a portion in which pixels are arranged in the CMOS image sensor.

도 7b는 640열에 배열된 픽셀들의 3가지색들에 대한 감광능력을 측정한 것이다. FIG. 7B is a measure of photosensitivity for three colors of pixels arranged in 640 columns.

도 7c는 도 7b에 도시 된 3가지색들에 대한 감광능력을 정규화 한 것이다. FIG. 7C normalizes the photosensitivity for the three colors shown in FIG. 7B.

도 7d는 512행에 배열된 픽셀들의 3가지색들에 대한 감광능력을 측정한 것이다. FIG. 7D is a measure of photosensitivity for three colors of pixels arranged in 512 rows.

도 7e는 도 7d에 도시 된 3가지색들에 대한 감광능력을 정규화 한 것이다. FIG. 7E normalizes the photosensitivity for the three colors shown in FIG. 7D.

본 발명은 CMOS 이미지 센서에 관한 것으로서, 특히, 미러 대칭 구조의 픽셀배열을 가지는 CMOS 이미지 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a CMOS image sensor, and more particularly, to a CMOS image sensor having a pixel array of mirror symmetry.

CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor)는 디지털 카메라에 사용되는 감광성(photosensitive) 소자이며 복수 개의 화소(Pixel, 이하 픽셀)를 구비하고 있다. 각각의 픽셀은, 외부로부터 인가되는 빛을 수신하여 소정의 전기신호로 변환시키는 수광부(a light receiving unit) 및 상기 수광부로부터 전달되는 전기신호를 저장하고 처리하는 데이터 처리장치(a Data Processor)를 구비한다. 상기 픽셀영역의 상부에는 상기 데이터 처리장치에서 사용되는 신호들의 송수신라인들 및 상기 데이터 처리장치에 공급하는 전원전압 라인들로 사용되는 일정한 폭(Width)을 가진 금속박막(Metal Layer)이 위치하며, 상기 금속박막의 상부에는 컬러 필터(Color Filter)가 각각 위치한다. 또한 컬러 필터의 상부에는 마이크로 렌즈(Micro Lens)가 위치하여 컬러 필터로부터 출력되는 색 정보를 수집한다. The CMOS image sensor is a photosensitive device used in a digital camera and includes a plurality of pixels (hereinafter, referred to as pixels). Each pixel includes a light receiving unit for receiving light applied from the outside and converting the light into a predetermined electric signal, and a data processor for storing and processing the electric signal transmitted from the light receiving unit. do. Above the pixel area, a metal layer having a constant width used as transmission / reception lines of signals used in the data processing device and power voltage lines supplied to the data processing device is located. Color filters are positioned on the metal thin films, respectively. In addition, a micro lens is positioned above the color filter to collect color information output from the color filter.

상기 수광부는, 외부로부터 인가되는 빛을 수신하여 위하여 포토 다이오드(Photo Diode)를 구비한다. 상기 데이터 처리장치는 수광부로부터 전달된 데이터를 처리하며 복수 개의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)로 이루어진 리드아웃 회로(Readout Circuit)를 구비한다. The light receiver includes a photo diode to receive light applied from the outside. The data processing apparatus processes a data transmitted from a light receiving unit and includes a readout circuit including a plurality of thin film transistors.

픽셀의 수가 많으면 많을수록 입력되는 영상신호에 대응되는 디지털 정보가 보다 정밀하게 될 것이다. 그러나 디지털 카메라의 크기는 줄어들어도 화질은 오히려 향상되기를 원하는 소비자의 요구를 만족시키기 위해서는, 이미지 센서의 영역은 작아져야 하고 픽셀의 수는 증가하여야 한다. 이미지 센서의 한정된 영역에 포함되는 픽셀의 수를 증가시키기 위해서는, 단위 픽셀이 차지하는 면적을 감소시킬 수밖에 없다. 또한 픽셀 영역의 일정한 부분을 차지하는 박막 트랜지스터들의 크기를 감소시키는 것과 상기 금속박막의 폭을 감소시키는데는 한계가 있기 때문에, 픽셀의 면적을 감소시키기 위해서는 결국 빛을 받아들이는 감광영역 즉 포토 다이오드의 크기를 감소시킬 수밖에는 없다. The larger the number of pixels, the more precise the digital information corresponding to the input image signal. However, in order to meet the demands of consumers who want to improve the quality even though the size of the digital camera is reduced, the area of the image sensor must be smaller and the number of pixels must be increased. In order to increase the number of pixels included in the limited area of the image sensor, the area occupied by the unit pixel is inevitably reduced. In addition, since there is a limit in reducing the size of the thin film transistors and the width of the metal thin film, which occupy a certain portion of the pixel region, in order to reduce the area of the pixel, the size of the photosensitive region that receives light, that is, the photodiode You can only reduce it.

따라서, 픽셀에 할당된 면적이 감소되면, Thus, if the area allocated to a pixel is reduced,

첫째, 전체 픽셀의 영역에 대한 감광영역(optical sensitive area)의 비율(개구율, fill factor)이 감소하게 되어 입력되는 광 입자가 발생시키는 양자효과(Quantum Efficiency)를 감소시켜 결국 입력신호에 대한 수신 능력을 감소시키며, First, the ratio (open factor, fill factor) of the optical sensitive area to the area of the entire pixel is reduced, thereby reducing the quantum efficiency generated by the input optical particles, and thus the reception capability of the input signal. Reduces the

둘째, 센서의 감광능력이 주 광선의 입사각(chief ray angel)에 크게 좌우되는 단점이 발생된다. Second, there is a disadvantage that the photosensitivity of the sensor is largely dependent on the chief ray angel.

상기 단점들은 카메라 폰, PDA와 같은 소형 카메라 모듈에서 이미 발견되었다. These drawbacks have already been found in small camera modules such as camera phones, PDAs.

이런 상황을 극복하기 위하여, 마이크로 렌즈의 위치를 이동시키는 방법(Masaharu Deguchi, Takesuke Maruyama, et al. "Microlens Design Using Simulation Program for CCD Image Sensor", IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol. 38, No. 3, August 1992) 또는 마이크로 렌즈의 형태를 최적화시키는 방법(Mao-Kuo Wei, Ming-Chang Jung, et al. "Real-time Observations for the Formation of Microlens Arrays Fabricated Using Thermal Reflow Process", Tamkang Journal of Science and Engineering, vol. 7, No. 2, pp. 81-86(2004))이 제안되었다. To overcome this situation, a method of shifting the position of the microlenses (Masaharu Deguchi, Takesuke Maruyama, et al. "Microlens Design Using Simulation Program for CCD Image Sensor", IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol. 38, No. 3 , August 1992) or how to optimize the shape of microlenses (Mao-Kuo Wei, Ming-Chang Jung, et al. "Real-time Observations for the Formation of Microlens Arrays Fabricated Using Thermal Reflow Process", Tamkang Journal of Science and Engineering, vol. 7, No. 2, pp. 81-86 (2004)).

상기의 제안들은 모두 CMOS 이미지 센서의 마이크로 렌즈를 이용하여 감소하는 픽셀의 영역으로부터 발생되는 여러 가지 단점을 극복하려는 시도였다. 마이크로 렌즈의 위치를 정밀하게 이동시키는 것이나 마이크로 렌즈의 형태를 최적화시키는 방법은 비용 소모가 크다는 단점을 내포하고 있다. The above proposals have all attempted to overcome various disadvantages resulting from the decreasing area of pixels using the microlenses of CMOS image sensors. The method of precisely shifting the position of the microlenses or optimizing the shape of the microlenses has a disadvantage of high cost.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 복수 개의 픽셀들이 가상의 중앙 수평선 및 가상의 중앙 수직선을 사이에 두고 서로 거울에 비쳐진 것과 같은 배치 구조를 가지는 미러 대칭 구조의 픽셀배열을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a pixel array having a mirror symmetric structure in which a plurality of pixels have an arrangement structure such that the plurality of pixels are mirrored to each other with a virtual central horizontal line and a virtual central vertical line interposed therebetween.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 미러 대칭 구조의 픽셀배열은, 복수 개의 단위 픽셀들이 2차원 배열을 이루고 있는 픽셀 어레이를 구비하며, 상기 픽셀 어레이에 포함된 복수 개의 픽셀들은, 상기 픽셀 어레이에 위치하는 가상의 수평선을 기준으로 거울에 비쳐진 것과 같은 대칭성을 이루도록 배열되고, 픽셀 어레이에 위치하는 가상의 수직선을 기준으로 거울에 비쳐진 것과 같은 대칭성을 이루도록 배열된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a pixel array having a mirror symmetric structure including a pixel array in which a plurality of unit pixels form a two-dimensional array, and the plurality of pixels included in the pixel array includes the pixel array. It is arranged to achieve the same symmetry as reflected on the mirror with respect to the imaginary horizontal line located at, and to achieve the same symmetry as seen on the mirror with respect to the imaginary vertical line located in the pixel array.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings that illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

상술한 바와 같이, 픽셀 리드아웃 회로는 픽셀영역 중 일정한 면적을 차지하게 되며, 상기 픽셀 리드아웃 회로가 차지하는 부분을 제외한 나머지 부분에 포토 다이오드가 형성된다. 상기 픽셀 리드아웃 회로의 전기적 특성이 전체 픽셀들을 통하여 일정한 편차범위 내의 값을 가지도록 하여야 하며, 이 때 박막 트랜지스터들의 레이아웃이 상당히 중요하게 고려되어야 한다. 픽셀 리드아웃 회로의 레이아웃은 주위의 다른 패턴을 고려하지 않은 상태로 또는 최소한으로 고려하여 제작되기 때문에, 포토 다이오드 특히 빛을 받아들이는 열린 창(Open Window)의 형태가 대칭성을 가지는 정사각형 또는 원의 형태를 가지지 못하게 되는 단점을 유발시킨다. As described above, the pixel readout circuit occupies a certain area of the pixel region, and a photodiode is formed in the remaining portions except for the portion occupied by the pixel readout circuit. The electrical characteristics of the pixel readout circuit should be a value within a certain deviation range through the entire pixels, and the layout of the thin film transistors should be considered very important. Since the layout of the pixel lead-out circuit is made with or without considering other patterns around it, the shape of a square or circle is symmetrical in the form of a photodiode, especially an open window that receives light. It causes the disadvantage of not having.

도 1은 CMOS 이미지 센서에 입사되는 주 광선의 입사각을 나타낸다. 1 shows an angle of incidence of principal rays incident on a CMOS image sensor.

도 1을 참조하면, 주 광선의 입사각(Chief Ray Angle)은, CMOS 이미지 센서(CIS) 표면에 대한 수직선을 기준으로 반 시계방향(Counter Clockwise)의 입사각(θ)과 시계방향(Clockwise)의 입사각(-θ)으로 구분한다. Referring to FIG. 1, the incident angle of the chief ray is a counterclockwise incident angle θ and a clockwise incident angle with respect to a vertical line with respect to a surface of a CMOS image sensor (CIS). (-θ).

도 2는 주 광선의 입사각에 따른 CMOS 이미지 센서의 감광능력을 나타낸다. 2 shows the photosensitivity of the CMOS image sensor according to the incident angle of the main light beam.

도 2를 참조하면, 주 광선의 입사각에 따른 감광능력(Sensitivity)은 실선으 로 표시되어 있다. 좌표의 왼 쪽(-)에 표시된 시계방향으로 입사된 주 광선의 입사각의 변화(-θ)에 따른 감광능력 곡선과 좌표의 오른 쪽(+)에 표시 된 반 시계방향으로 입사된 주 광선의 입사각(θ)의 변화에 따른 감광능력 곡선은 대칭성을 가지지 않는다. 즉, 시계방향으로 입사된 주 광선의 입사각(-θ)이 증가하는 경우의 경우에 비해 반 시계방향으로 입사된 주 광선의 입사각(θ)이 증가하는 경우의 감광능력이 상대적으로 나쁘다. 반 시계방향의 입사각(θ) 및 시계방향의 입사각(-θ)에 대한 감광능력의 대칭성을 비교하기 위하여, 대칭일 때의 곡선을 굵은 점선으로 표시하였다. Referring to FIG. 2, the sensitivity of the main ray according to the incident angle is indicated by a solid line. Photosensitive curve according to the change in the incident angle of the main beam incident in the clockwise direction (-θ) indicated on the left (-) of the coordinates and the incident angle of the main beam incident in the counterclockwise direction indicated on the right (+) of the coordinates The photosensitive capacity curve with the change of (θ) has no symmetry. That is, compared with the case where the incident angle (-θ) of the main beam incident in the clockwise direction is increased, the photosensitivity of the case where the incident angle θ of the main beam incident in the counterclockwise direction is increased is relatively bad. In order to compare the symmetry of the photosensitive ability with respect to the incident angle (theta) in the counterclockwise direction and the incident angle (-theta) in the clockwise direction, the curve in symmetry is shown with the thick dotted line.

이러한 비 대칭성(shading unbalance effect)은, 포토 다이오드 특히 빛을 받아들이는 열린 창(Open Window)의 형태가 대칭성을 가지는 정사각형 또는 원의 형태를 가지지 못하기 때문에 발생한다. 특히, 면적이 3㎛×3㎛ 미만의 단위 픽셀을 구비하는 포터블 카메라 모듈(Portable Camera Module)의 경우, 주 광선의 입사각의 절대 값이 20°를 넘을 때부터 상술한 비 대칭성이 CMOS 이미지 센서의 기능에 주는 영향은 상대적으로 커진다. This shading unbalance effect occurs because the shape of a photodiode, especially an open window that receives light, does not have the shape of a square or circle with symmetry. In particular, in the case of a portable camera module having a unit pixel of less than 3 μm × 3 μm, the above-described asymmetry is not necessary when the absolute value of the incident angle of the principal ray exceeds 20 °. The effect on function is relatively large.

도 3은 픽셀에 대한 주 광선의 광학적 모형도(optical schematic diagram)이다. 3 is an optical schematic diagram of the principal ray with respect to the pixel.

도 3을 참조하면, 픽셀의 중앙(Central pixel), 픽셀의 왼쪽 모서리(Left pixel) 및 픽셀의 오른쪽 모서리(Right pixel)에서의 주 광선의 입사각을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, the incident angles of the principal rays at the central pixel, the left edge of the pixel, and the right pixel of the pixel may be known.

정상적인 경우, 픽셀의 상부 중앙의 임의의 한 점(A)을 통하여 입사되는 주 광선의 왼쪽 모서리 부분에 대한 시계방향의 입사각(-θ)과 오른쪽 모서리 부분에 대한 반 시계방향의 입사각(θ)은 부호만 반대이고 그 크기는 동일하다. 마찬가지로, 픽셀의 상부의 모서리의 두 점(B, C)을 통하여 입사되는 주 광선의 왼쪽 모서리 부분에 대한 입사각과 오른쪽 모서리 부분에 대한 입사각은 부호는 반대이고 그 크기는 동일하다는 것을 쉽게 유추할 수 있다. Normally, the clockwise incidence angle (-θ) with respect to the left edge portion of the main beam incident through any one point A of the upper center of the pixel and the counterclockwise incidence angle θ with respect to the right edge portion are Only the sign is reversed and the size is the same. Likewise, it can be easily inferred that the angle of incidence to the left edge of the main ray and the angle of incidence to the right edge of the main beam, incident through the two points B, C of the top edge of the pixel, are opposite in sign and of the same magnitude. have.

정상적인 경우에 대한 도 3의 설명을 참조하면, 도 2에 도시 된 주 광선의 입사각의 변화에 따른 감광능력의 비대칭성의 예는, 주 광선의 입사각이 반 시계방향으로 증가하는 경우의 감광능력이 주 광선의 입사각의 시계방향으로 증가하는 경우의 감광능력에 비하여 나쁜 경우에 대한 것인데, 이와 반대되는 상황이 발생할 가능성도 50%의 확률을 가진다. Referring to the description of FIG. 3 for the normal case, an example of the asymmetry of the photosensitive ability according to the change of the incident angle of the main beam shown in FIG. 2 is that the photosensitive ability of the main beam when the incident angle of the main beam increases counterclockwise is mainly used. This is a bad case compared to the photosensitive ability when the incident angle of the light beam increases in the clockwise direction, and there is a 50% probability that the opposite situation occurs.

본 발명에서는, 상기 도 1 내지 도 3의 설명을 통해서 이해한 주 광선의 입사각의 변화에 따른 감광능력의 변화 그리고 빛을 받아들이는 열린 창(Open Window)의 형태를 대칭으로 형성시키는 것은 현실적으로 불가능하다는 것을 전제로 하여, 복수 개의 픽셀들이 제조되는 과정에서 겪을 수 있는 여러 가지 악 영향을 상대적으로 경감시키기 위하여 픽셀들의 배치 방법에 대한 미러 대칭구조를 제안한다. In the present invention, it is practically impossible to form a symmetrical form of an open window for receiving light and a change in the photosensitive ability according to the change in the incident angle of the main beam, which is understood through the description of FIGS. 1 to 3. On the premise, a mirror symmetry is proposed for the arrangement method of the pixels in order to relatively alleviate the various adverse effects that may occur in the process of manufacturing the plurality of pixels.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미러 대칭 구조의 픽셀배열을 나타낸다. 4 illustrates a pixel array of a mirror symmetric structure according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 미러 대칭(Mirror Symmetry) 구조는 4개의 영역(A, B, C 및 D)으로 구분할 수 있다. 상부에 위치한 2개의 영역(A, B)과 하부에 위치한 2개의 영역(C, D)은, 가상의 수평선(H/L)을 사이에 두고 거울이 비쳐진 것과 같은 대칭성을 가진다. 왼쪽에 위치한 2개의 영역(B, C)과 오른쪽에 위치한 2개의 영역(A, D)도, 가상의 수직선(V/L)을 사이에 두고 거울에 비쳐진 것과 같은 대칭성을 가진다. 여기서 가상의 수평선(H/L) 및 가상의 수직선(V/L)은 미러 대칭 구조의 기하학적 중간지점을 통과시키는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 4, the mirror symmetry structure may be divided into four regions A, B, C, and D. FIG. The two regions A and B located at the top and the two regions C and D located at the bottom have the same symmetry as mirrors are projected with an imaginary horizontal line H / L interposed therebetween. The two regions B and C located on the left side and the two regions A and D located on the right side also have the same symmetry as reflected in the mirror with an imaginary vertical line V / L interposed therebetween. The virtual horizontal line (H / L) and the virtual vertical line (V / L) is preferably passed through the geometric intermediate point of the mirror symmetry structure.

이상을 요약하면, 영역 A에 포함된 복수 개의 픽셀들과 영역 B에 포함된 복수 개의 픽셀들은, 영역 A 및 영역 B의 경계선(V/L)을 기준으로 거울에 비쳐진 것과 같은 미러 대칭 구조를 가진다. 영역 B에 포함된 복수 개의 픽셀들과 영역 C에 포함된 복수 개의 픽셀들도, 영역 B 및 영역 C의 경계선(H/L)을 기준으로 거울에 비쳐진 것과 같은 미러 대칭 구조를 가진다. 영역 C에 포함된 복수 개의 픽셀들과 영역 D에 포함된 복수 개의 픽셀들도, 영역 C 및 영역 D의 경계선(V/L)을 기준으로 거울에 비쳐진 것과 같은 미러 대칭 구조를 가진다. In summary, the plurality of pixels included in the area A and the plurality of pixels included in the area B have a mirror symmetrical structure as seen in the mirror based on the boundary line (V / L) of the area A and the area B. . The plurality of pixels included in the area B and the plurality of pixels included in the area C also have a mirror symmetrical structure as reflected in the mirror based on the boundary line H / L of the area B and the area C. The plurality of pixels included in the region C and the plurality of pixels included in the region D also have a mirror symmetrical structure as reflected in the mirror based on the boundary lines V / L of the regions C and D.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미러 대칭 구조의 픽셀배열을 형성시키는 방법도 유추할 수 있다는 것은 당업자에게는 분명하다. Referring to FIG. 4, it will be apparent to those skilled in the art that a method of forming a pixel array having a mirror symmetric structure according to an embodiment of the present invention can also be inferred.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미러 대칭 구조의 일 예이다. 5 is an example of a mirror symmetric structure according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미러 대칭 구조의 다른 일 예이다. 6 is another example of a mirror symmetric structure according to an embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 단위 픽셀의 구조에 따라 여러 가지 형태의 미러 대칭 구조가 가능하다는 것을 알 수 있다. 그러나 2개의 예 모두, 가상의 수평선(H/L) 및 가상의 수직선(V/L)을 기준으로 서로 거울에 비쳐진 것과 같은 대칭성을 가지도록 배열되어 있다는 점을 동일하다. 5 and 6, it can be seen that various types of mirror symmetric structures are possible according to the structure of the unit pixel. However, the two examples are identical in that they are arranged to have the same symmetry as mirrored with each other with respect to the virtual horizontal line H / L and the virtual vertical line V / L.

도 7a는 CMOS 이미지 센서 중 픽셀들이 배열된 부분을 나타낸다. 7A illustrates a portion in which pixels are arranged in the CMOS image sensor.

도 7a를 참조하면, 수평선 및 수직선은 감광능력을 측정하고자 하는 픽셀들이 배열된 곳을 표시한다. Referring to FIG. 7A, horizontal lines and vertical lines indicate where pixels for which photosensitive capability is to be arranged are arranged.

도 7b는 640열에 배열된 픽셀들의 3가지색들에 대한 감광능력을 측정한 것이다. FIG. 7B is a measure of photosensitivity for three colors of pixels arranged in 640 columns.

도 7b를 참조하면, 640열에 배열된 픽셀들의 수는 1000이며, 3가지색은 RGB(Red, Green 및 Blue)이다. Referring to FIG. 7B, the number of pixels arranged in column 640 is 1000, and three colors are RGB (red, green, and blue).

도 7c는 도 7b에 도시 된 3가지색들에 대한 감광능력을 정규화 한 것이다. FIG. 7C normalizes the photosensitivity for the three colors shown in FIG. 7B.

도 7c를 참조하면, 정규화 된 감광능력 곡선은 중간지점을 중심으로 대칭성이 있다는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 7C, it can be seen that the normalized photosensitive capacity curve has a symmetry around an intermediate point.

도 7d는 512행에 배열된 픽셀들의 3가지색들에 대한 감광능력을 측정한 것이다. FIG. 7D is a measure of photosensitivity for three colors of pixels arranged in 512 rows.

도 7d를 참조하면, 512행에 배열된 픽셀들의 수는 1200개이고, 3가지색은 RGB이다. Referring to Fig. 7D, the number of pixels arranged in 512 rows is 1200, and the three colors are RGB.

도 7e는 도 7d에 도시 된 3가지색들에 대한 감광능력을 정규화 한 것이다. FIG. 7E normalizes the photosensitivity for the three colors shown in FIG. 7D.

도 7a 내지 도 7e를 참조하면, 본 발명에 따른 미러 대칭 구조의 픽셀배열을 구비하는 CMOS 이미지 센서의 감광능력은, 본 발명의 최초에 의도한 바와 같이, 행과 열로 2차원 배열된 복수 개의 픽셀들에 대하여 일정한 대칭성을 가진다. 7A to 7E, the photosensitive capability of a CMOS image sensor having a pixel array of mirror symmetry according to the present invention is, as originally intended, a plurality of pixels arranged in two dimensions in rows and columns. Have a constant symmetry with respect to the

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 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 미러 대칭 구조의 픽셀배열은 픽셀에 할당된 면적이 감소됨에 따라 개구율이 감소되고 주 광선의 입사각의 변화에 대한 감광능력이 감소되는 단점을 해결하며, 제조할 때의 상황을 고려한 픽셀들의 레이아웃을 최적화시키기 때문에 마이크로 렌즈를 제어하는데 따르는 추가비용을 전혀 소비할 필요가 없는 장점이 있다. As described above, the pixel array of the mirror symmetric structure according to the present invention solves the disadvantage that the aperture ratio decreases and the photosensitivity to the change of the incident angle of the main beam decreases as the area allocated to the pixel decreases. Since it optimizes the layout of the pixels in consideration of the situation, there is an advantage of not having to spend any additional cost of controlling the microlens.

Claims (3)

복수 개의 단위 픽셀들이 2차원 배열을 이루고 있는 픽셀 어레이를 구비하며, A pixel array in which a plurality of unit pixels form a two-dimensional array; 상기 픽셀 어레이에 포함된 복수 개의 픽셀들은, A plurality of pixels included in the pixel array, 상기 픽셀 어레이에 위치하는 가상의 수평선을 기준으로 거울에 비쳐진 것과 같은 대칭성을 이루도록 배열되고, 픽셀 어레이에 위치하는 가상의 수직선을 기준으로 거울에 비쳐진 것과 같은 대칭성을 이루도록 배열된 것을 특징으로 하는 미러 대칭 구조의 픽셀배열. Mirror symmetry, characterized in that arranged to achieve the same symmetry as seen in the mirror with respect to the imaginary horizontal line located in the pixel array, and mirror symmetry, characterized in that arranged to achieve the same symmetry as seen in the mirror Pixel array of the structure. 제1항에 있어서, 상기 가상의 수평선은, The method of claim 1, wherein the imaginary horizontal line, 상기 픽셀 어레이의 기하학적 중간지점을 관통하는 것을 특징으로 하는 미러 대칭 구조의 픽셀배열. A pixel array having a mirror symmetry structure, characterized in that it penetrates the geometric midpoint of the pixel array. 제1항에 있어서, 상기 가상의 수직선은, The method of claim 1, wherein the virtual vertical line, 상기 픽셀 어레이의 기하학적 중간지점을 관통하는 것을 특징으로 하는 미러 대칭 구조의 픽셀배열. A pixel array having a mirror symmetry structure, characterized in that it penetrates the geometric midpoint of the pixel array.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200005940A (en) * 2018-07-09 2020-01-17 삼성전자주식회사 Image sensor including multi-tap pixel

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