KR20070069947A - 칼라필터 어레이 배열방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라필터 어레이 배열방법에 관한 것으로서, G(녹색), R(적색) B(청색)의 각 셀(100a, 100b, 100c, 100d)은 직사각형의 면적을 가지며, 직사각형의 4개 셀(100a, 100b, 100c, 100d)이 모여서 하나의 단위 셀(100)을 구성하는 것을 특징으로 한다. 따라서 CFA층의 각 칼라별 패턴 사이의 갭을 줄여 이미지 센서의 신호 특성을 개선하는 효과를 가지고 있다.

CFA, 단위 셀, 갭

Description

칼라필터 어레이 배열방법{DISPOSITION MOTHOD FOR COLOR FILTER ARRAY}

도 1은 종래에 단위 셀을 이루는 CFA의 배열을 도시한 개략도이고,

도 2는 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 배열방법을 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 단위 셀 100a, 100b, 10c, 100d : 셀(cell)

101 : 세로 갭 102 : 가로 갭

본 발명은 칼라필터 어레이 배열방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칼라필터 어레이(Color Filter Array: CFA)의 단위 셀을 형성시키기 위한 배열방법에 관한 것이다.

일반적으로 이미지센서라 함은 광학 영상을 전기신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 이중 전하결합소자(CCD:Charge Coupled Device)는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon)커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, CMOS(Complementary MOS: 이하 CMOS라 칭함)이미지 센서는 제어회로 및 신호처리회로를 주변회로로 사용하는 CMOS기술을 이용 하여 화소수 만큼 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.

이러한 다양한 이미지센서를 제조함에 있어서, 이미지센서의 감광도를 증가시키기 위한 노력들이 진행되고 있는 바, 그 중 하나가 집광기술이다. 예컨대, CMOS이미지 센서는 빛을 감지하는 포토다이오드와 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 CMOS 로직회로부분으로 구성되어 있는 바, 광감도를 높이기 위해서는 전체 이미지센서 면적에서 포토다이오드의 면적이 차지하는 비율(이를 통상 fill factor라고 함)을 크게 하려는 노력이 진행되고 있다.

이미지 센서는 적, 녹, 청(red, green, blue)의 칼라필터 어레이(이하 CFA라 칭함)를 구비함으로써 각각의 색상을 혼합하여 색상을 구현하도록 한다.

한편, 이러한 이미지 센서의 칼라 구현을 위해 RGB 등으로 구현된 CFA를 구비하여 원 화상에 근접한 칼라를 구현하고자 하는 노력이 이어지고 있는 바, 잘 알려진 바와 같이, 칼라 보간은 이웃한 화소의 단위 색상 값들로부터 해당 화소의 RGB 칼라 값을 유추하여 출력함으로써, 이미지 센서의 저해상도 이미지 데이터를 고해상도 데이터로 변화하는 것이다.

도 1은 단위 셀을 이루는 CFA의 배열을 도시한 개략도이다.

인간의 눈에 민감한 색깔인 G(녹색), R(적색) B(청색)로 인접하여 구성되는 8개의 셀이 모여 하나의 단위 셀(10)을 형성한다. 여기서 R 및 B에 비해 G를 두 배로 나누어 사용하고 있다.

그러나, 이러한 3개의 칼라가 반복되는 배열방식에서는 각 칼라간에 원치 않 는 갭(20)이 생기게 되며, 이러한 갭(20)은 CFA패턴 형성 과정 중 필터링 되지 않은 빛을 포토다이오드에 도달케 하여 노이즈 및 크로스 토크(cross talk) 등의 원치 않는 신호를 유발하여 이미지 센서의 성능을 저하시키는 원인이 되었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, CFA층의 각 칼라별 패턴 사이의 갭을 줄여 이미지 센서의 신호 특성을 개선할 수 있는 칼라필터 어레이 배열방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 칼라필터 어레이 배열방법에 있어서, G(녹색), R(적색) B(청색)의 각 셀은 직사각형의 면적을 가지며, 상기 직사각형의 4개 셀이 모여서 하나의 단위 셀을 구성하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 배열방법을 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 배열방법을 도시한 것이다.

칼라필터 어레이 배열방법을 도시한 도 2에서는, G(녹색), R(적색) B(청색)를 갖는 CFA의 단위 셀(100)이 배열된 것으로서, 단위 셀(100)은 G(녹색), R(적색) B(청색)의 반복 배열로 구성되되, G(녹색), R(적색) B(청색) 그리고 다시 G(녹색)의 각 셀(100a, 100b, 100c, 100d)은 직사각형의 면적을 가지며, 이들 직사각형의 4개 셀(100a, 100b, 100c, 100d)이 인접하여 하나의 단위 셀(100)을 구성한다.

그리고 각 칼라가 인접하는 단위 셀(100)에는 하나의 세로 갭(101)과 하나의 가로 갭(102)이 형성된다.

이러한 직사각형의 단위 셀(100)은 바람직하게 가로 또는 세로로도 복수개 배열될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 배열방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.

종래에는 G(녹색), R(적색) B(청색)로 인접하여 구성되는 8개의 셀이 모여 하나의 단위 셀을 형성함으로써, 각 칼라간에 많은 갭이 생기게 되었으며, 이러한 갭은, CFA패턴 형성 과정 중 필터링 되지 않은 빛을 포토다이오드에 도달케 하여 노이즈 및 크로스 토크(cross talk) 등의 신호를 유발하여 이미지 센서의 성능을 저하시키는 원인이 되었다. 따라서 본 발명에서는 갭을 최소화시키기 위하여 종래 8개의 단위 셀과 동일 면적에 4개의 칼라로 이루어진 단위 셀(100)을 형성시킴으로써, 종래에 세로줄의 갭이 3개였던 것을 하나의 세로줄로 줄여서 세로 갭(101)을 최소화하였다.

또한, 8개의 셀에서 4개의 셀로 감소된 단위 셀(100)은 금속배선 및 게이트 전극 등을 절반으로 줄일 수 있어 집적도를 향상시킬 수 있으며, 칼라 색상의 재현성이 높아질 수 있다.

이처럼 부가적인 추가 공정 없이 간단한 배열방법으로 갭의 최소화를 구현함으로써, 궁극적으로 적, 녹, 청(red, green, blue)의 칼라필터 어레이를 구비한 센서의 신호 특성을 향상시키게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 배열방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 칼라필터 어레이 배열방법에서는, CFA층의 각 칼라별 패턴 사이의 갭을 줄여 이미지 센서의 신호 특성을 개선하는 효과를 가지고 있다.

Claims (2)

1. 칼라필터 어레이 배열방법에 있어서,

   G(녹색), R(적색) B(청색)의 각 셀은 직사각형의 면적을 가지며, 상기 직사각형의 4개 셀이 모여서 하나의 단위 셀을 구성하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 배열방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 직사각형의 단위 셀이 가로 또는 세로로 복수개 배열되는 칼라필터 어레이 배열방법.

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