KR20090035204A

KR20090035204A - 고체 촬상 장치, 고체 촬상 장치의 픽셀 배열 방법 및 고체촬상 장치의 신호 처리 방법

Info

Publication number: KR20090035204A
Application number: KR1020070100345A
Authority: KR
Inventors: 김정연; 히로미치 다나카; 김진학
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2009-04-09
Also published as: US20090091647A1; US8144221B2; TWI504277B; KR101324198B1; TW200926838A; CN101494795A; CN101494795B

Abstract

크로스 토크(Crosstalk) 성분 및 위색신호를 효과적으로 제거할 수 있는 고체 촬상장치, 고체 촬상 장치의 픽셀 배열 방법 및 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법이 개시된다. 상기 고체 촬상 장치의 일실시예에 따르면, 적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이로부터 제공되는 이미지 신호를 입력받아 소정의 연산 동작을 수행하는 칼라 보정부를 구비하며, 상기 픽셀 어레이는, 어레이의 수직방향으로 동일한 제1 칼라를 센싱하는 픽셀들이 배치되는 제1 픽셀열과, 어레이의 수직방향으로 제2 칼라를 센싱하는 픽셀과 제3 칼라를 센싱하는 픽셀이 교대로 배치되는 제2 픽셀열을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

고체 촬상 장치, 고체 촬상 장치의 픽셀 배열 방법 및 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법{Improved solid state image sensing device, Method for arranging pixels and processing signals for the same}

본 발명은 고체 촬상 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 컬러 필터의 패턴 및 신호 처리 동작을 개선한 고체 촬상 장치, 고체 촬상 장치의 픽셀 배열 방법 및 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고체 촬상 장치는 크게 두 가지 방식이 있다. 즉, CIS(CMOS Image Sensor) 형 또는 CCD(Charge-Coupled Device) 형으로 분류된다. CIS 형은 CCD 형에 비해 저전압 동작이 가능하고 소비전력이 작으며, CMOS(complimentary metal-oxide-semiconductor) 공정을 사용하고, 집적화에 유리한 장점으로 인해 CCD 형을 대체하여 현재 많은 분야에서 사용되고 있다.

고체 촬상 장치는 휴대폰 카메라(mobile camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera) 등에 장착되어, 시야에 전개되는 이미지를 촬상하여 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 고체 촬상 장치에 다수의 픽셀이 구비되고, 픽셀 각각에 구비되는 포토 다이오드에 흡수된 빛에 의하여 전하가 생성되며, 이를 전압 또는 전류로 변환함으로써 이미지 신호를 얻게 된다. 상기 과정에서는 이미지의 명암 정보만이 인식되므로, 실제 이미지의 색 정보를 얻기 위해서는 일반적으로 포토 다이오드 상부에 최소 3 종류의 컬러 필터를 배치한다.

도 1은 일반적인 컬러 필터의 배치를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 컬러 필터는, 3 종류 이상의 컬러 필터가 순차적으로 배열된 패턴을 갖는다. 일예로서 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 세 가지 색을 이용하여 컬러 필터를 배치하거나, (b)에 도시된 바와 같이 황(Yellow), 사이언(Cyan), 마젠타(Magenta) 녹(Green)의 네 가지 색을 이용하여 컬러 필터를 배치한다.

고 해상도의 이미지를 얻기 위해, 고체 촬상 장치에 구비되는 픽셀들을 고 집적하면서 픽셀 자체의 사이즈(셀 사이즈)를 감소시키는데, 이에 따라 감도가 저하되는 문제나, 픽셀들 사이에서의 크로스 토크(Crosstalk)가 증가하는 문제가 발생하게 된다. 크로스 토크(Crosstalk)란, 인접한 픽셀의 다른 색 신호가 본래의 색 신호 레벨에 혼입하여 분광특성을 변화시키는 것으로서, SN 저하 및 색 재현에 영향을 미치는 요인이다. 픽셀 사이즈가 소형화될수록 상기와 같은 감도 저하의 문제와 크로스 토크(Crosstalk)에 의한 문제가 심해지게 된다. 종래의 고체 촬상 소자에서는, 이와 같은 감도 저하의 문제나 크로스 토크(Crosstalk)의 문제를 해결하기 위하여, 센싱된 이미지 신호에 게인(Gain)을 부가하거나 컬러 보정회로를 이용하여 보정을 수행하였다. 그러나 상기와 같은 방법을 이용하더라도, 노이즈(Noise)가 증가하거나, 색 재현 향상에 한계가 있었다.

한편, 고체 촬상 장치의 각 픽셀에서는 각각에 대응하는 색 신호가 출력되는데, 각각의 픽셀별로 하나의 색 필터가 배치되기 때문에 하나의 픽셀에서 동시에 복수의 색에 대응하는 신호가 출력될 수 없다. 이에 따라 대상 화소에서 출력될 수 없는 색 신호는 보간과정을 통하여 주변의 픽셀을 이용하여 생성되어진다. 이와 같은 보간 과정에서 위색 오차가 발생하게 된다. 종래의 경우에는 상기와 같은 위색 오차를 보정하기 위하여 렌즈와 센서 사이에 광학적 LPF(OLPF)를 삽입하는 방법을 이용하였으나, 이와 같은 방법의 경우 해상도의 저하가 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 감도 저하나 크로스 토크(Crosstalk)의 문제를 개선할 수 있는 고체 촬상 장치, 고체 촬상 장치의 픽셀 배열 방법 및 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 컬러 보간 과정에서 발생하는 위색 오차를 효과적으로 감소시킬 수 있는 고체 촬상 장치, 고체 촬상 장치의 픽셀 배열 방법 및 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치는, 적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이로부터 제공되는 이미지 신호를 입력받아 소정의 연산 동작을 수행하는 칼라 보정부를 구비하며, 상기 픽셀 어레이는, 어레이의 수직방향으로 동일한 제1 칼라를 센싱하는 픽셀들이 배치되는 제1 픽셀열과, 어레이의 수직방향으로 제2 칼라를 센싱하는 픽셀과 제3 칼라를 센싱하는 픽셀이 교대로 배치되는 제2 픽셀열을 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 픽셀열과 상기 제2 픽셀열은, 어레이의 수평 방향으로 서로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 어레이의 수평 방향으로 상기 제1 픽셀열과 상기 제2 픽셀열이 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 제1 칼라는 녹색(Green) 칼라이며, 상기 제2 칼라는 황색(Yellow) 칼라이고, 상기 제3 칼라는 사이언(Cyan) 칼라인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 칼라 보정부는, 상기 입력된 신호들에 포함된 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키기 위한 연산을 수행하는 크로스 토크 보정회로 및 상기 크로스 토크 보정회로로부터 보정된 신호를 입력받아 이를 표준 이미지 신호로 보정하는 색 보정 매트릭스(Matrix) 회로를 구비할 수 있다.

또한, 상기 고체 촬상 장치는, 상기 픽셀 어레이 및 상기 칼라 보정부 사이에 배치되며, 상기 픽셀 어레이로부터 칼라 신호를 입력받아 이에 대한 보간(Interpolation) 동작을 수행하는 보간부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 고체 촬상 장치는, 상기 픽셀 어레이로부터 제공되는 칼라 신호를 이용하여 이미지의 휘도 성분을 산출하기 위한 휘도 산출부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 휘도 산출부는, 입력된 칼라 신호에 각각에 대하여 소정의 계수를 승산하기 위한 승산기와, 상기 승산기로부터 승산 처리된 칼라 신호를 입력받아, 이에 대한 가산 동작을 수행하여 휘도신호를 산출하는 가산기 및 상기 가산기로부터 제공된 휘도신호를 입력받아 게인(gain)을 조절하는 게인 조절부를 구비할 수 있다.

한편, 상기 고체 촬상 장치는 CMOS 이미지 센서가 적용될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상장치는, 적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이로부터 제공되는 이미지 신호에 포함된 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키는 칼라 보정부를 구비하며, 상기 픽셀 어레이는, 수직 방향으로 두 개의 픽셀과 수평 방향으로 두 개의 픽셀에 해당하는 크기를 갖는 픽셀 그룹을 복수 개 구비하고, 상기 픽셀 그룹 각각은 제1 칼라를 센싱하는 두 개의 픽셀과 제2 칼라를 센싱하는 하나의 픽셀 및 제3 칼라를 센싱하는 하나의 픽셀을 포함하며, 상기 제1 칼라를 센싱하는 두 개의 픽셀은 수직 방향으로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체 촬상장치는, 복수의 행 및 복수의 열 방향으로 배치되는 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이와, 상기 픽셀 어레이로부터 제공된 칼라 신호에 대해 보간 동작을 수행하는 보간부 및 상기 보간부로부터 보간 처리된 칼라 신호를 입력받으며, 동일한 칼라의 신호를 서로 연산함에 기반하여 위색신호를 포함하는 픽셀들의 위치를 검출하고 이에 따른 보정신호를 발생하며, 상기 보간 처리된 칼라신호에 대해 상기 보정신호에 기반하여 가산 연산 및/또는 감산 연산을 수행함으로써 상기 위색신호를 제거하는 위색신호 제거부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치의 픽셀들을 배열하는 방법에 있어서, 상기 픽셀들은 적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀들로 이루어지며, 픽셀 어레이의 수직 방향으로 배 치되는 제1 픽셀열에는 동일한 제1 칼라를 센싱하는 픽셀들이 배치되고, 픽셀 어레이의 수직방향으로 배치되는 제2 픽셀열에는 제2 칼라를 센싱하는 픽셀과 제3 칼라를 센싱하는 픽셀이 교대로 배치되며, 상기 제1 픽셀열과 상기 제2 픽셀열은 픽셀 어레이의 수평 방향으로 서로 인접하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법은, 황색(Yellow) 칼라신호, 사이언(Cyan) 칼라신호, 상기 사이언(Cyan) 칼라신호에 수평방향으로 인접하는 제1 녹색(Green) 칼라신호 및 상기 황색(Yellow) 칼라신호에 수평방향으로 인접하는 제2 녹색(Green) 칼라신호가 픽셀 어레이로부터 출력되는 단계와, 상기 신호들 내에 포함되는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키기 위하여 상기 칼라신호를 선택적으로 연산하는 단계 및 상기 크로스 토크 성분이 감소된 칼라 신호에 대해 보정 처리를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법은, 하나 이상의 칼라를 센싱하는 픽셀 어레이로부터 칼라 신호가 출력되는 단계와, 상기 출력된 칼라 신호에 대해 보간 동작을 수행하는 단계와, 상기 보간 처리된 칼라 신호에 대해서, 동일한 칼라의 신호를 서로 연산함에 기반하여 위색신호를 포함하는 픽셀들의 위치를 검출하고 이에 따른 검출 신호를 발생하는 단계와, 상기 검출 신호의 일부 레벨을 변동함으로써 보정신호를 발생하는 단계 및 상기 보정 신호에 기반하여 상기 보간 처리된 칼라 신호에 대해 가산 연산 및/또는 감산 연산을 수행함으로써 상기 위색신호를 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 고체 촬상 장치에서 주로 문제가 되는 크로스 토크(Crosstalk) 성분 및 위색신호를 효과적으로 제거할 수 있으므로, 고체 촬상 장치의 색 재현성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

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.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치의 일예를 나타내는 블록도이다. 도시된 바와 같이 상기 고체 촬상 장치(100)는, 하나 이상의 픽셀이 배열되는 픽셀 어레이(110)와, 픽셀 어레이(110)에서 출력되는 전기적인 이미지 신호에 대하여 보간(Interpolation)을 수행하는 보간부(120)와, 보간부(120)로부터 출력된 신호에 대하여 크로스 토크(Crosstalk)를 제거하고 상기 이미지 신호를 표준 이미지 신호로 보정하기 위한 칼라 보정부(130)를 구비할 수 있다. 또한 상기 고체 촬상 장치(100)는, 칼라 보정부(130)로부터 입력된 이미지 신호의 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 비율을 조절하여 이미지의 백색 부분이 표현되도록 하는 백색 밸런스 조정부(140)와, 백색 밸런스 조정된 이미지 신호에 대한 감마 보정을 수행하는 감마 보정부(150)와, 상기 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 칼라를 이용 하여 색도 성분(Cr, Cb)를 출력하기 위한 칼라 변환부(160)를 구비할 수 있다. 한편, 바람직하게는 상기 고체 촬상 장치(100)는, 별도의 경로를 통하여 이미지의 휘도 성분(Y)을 산출하기 위한 휘도 산출부(170)를 더 구비할 수 있다.

도 3은 도 2의 고체 촬상 장치에 구비되는 픽셀 어레이의 배열의 일예를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치(100)에 구비되는 픽셀 어레이(110)는, 황(Yellow), 사이언(Cyan), 녹(Green)의 세 가지 필터를 갖는 픽셀들로 이루어진다. 상기 종류의 필터는 모두 녹(Green) 성분을 포함하고 있어서 입사광의 휘도 신호 성분을 많이 통과시키므로 감도를 향상시킨다.

특히 상기 황(Yellow), 사이언(Cyan), 녹(Green)의 세 가지 색의 필터를 이용한 픽셀 구조에 있어서, 본 발명의 일실시예에 따른 픽셀 어레이(110)는, 어레이의 수직 방향으로 배치되는 픽셀열을 복수 개 구비한다. 특히 픽셀열들 중 제1 픽셀열에는 동일한 제1 칼라를 센싱하는 픽셀들이 배치된다. 또한 픽셀열들 중 제2 픽셀열에는 제2 칼라를 센싱하는 픽셀과 제3 칼라를 센싱하는 픽셀이 교대로 배치된다. 바람직하게는 상기 제1 픽셀열과 제2 픽셀열은 어레이의 수평 방향으로 서로 인접하게 배치된다. 또한 상기 픽셀 어레이(110)의 수평 방향으로 상기 제1 픽셀열과 제2 픽셀열이 교대로 배치된다. 또한 바람직하게는, 제1 칼라를 센싱하는 픽셀은 녹색(Green) 칼라를 센싱하기 위한 픽셀이고, 제2 칼라를 센싱하는 픽셀은 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하기 위한 픽셀이며, 제3 칼라를 센싱하는 픽셀은 황색(Yellow) 칼라를 센싱하기 위한 픽셀이다. 이에 따라 상기 픽셀 어레이(110)는, 홀수 번째(또는, 짝수 번째)의 픽셀열에 녹(Green) 필터를 구비하는 픽셀들이 배치되며, 짝수 번째(또는, 홀수 번째)의 픽셀열에는 사이언(Cyan) 필터를 구비하는 픽셀과 황(Yellow) 필터를 구비하는 픽셀이 교대로 배치된다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따르면, 스트라이프(Stripe)와 모자이크(Mosaic) 배열 방식을 혼합하여 3 종류의 색 필터를 배치한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치(100)의 크로스 토크(Crosstalk)에 의한 영향을 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 4는 도 3의 픽셀들 중 제1 녹(Green) 필터(G1)를 갖는 픽셀이 받는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 나타내는 도면이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 녹(Green) 필터를 갖는 픽셀은 주위의 픽셀들로부터 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 자세하게는, 수직으로 인접하는 제2 녹(Green) 필터(G2)를 갖는 픽셀들로부터 G2" = C2 + C6 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 또한, 수평으로 인접하는 사이언(Cyan) 필터를 갖는 픽셀들로부터 Cy" = C4 + C8 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 또한, 대각으로 인접하는 황(Yellow) 필터를 갖는 픽셀들로부터 Ye" = C1 + C3 + C5 + C7 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는데, 상기와 같이 대각으로 인접하는 픽셀들로부터의 크로스 토크(Crosstalk) 성분은 그 양이 작기 때문에 무시할 수 있다.

G1, G2 픽셀의 포토 다이오드에서 구할 수 있는 본래의 신호 성분을 각각 G1, G2으로 정의하고, Ye 픽셀의 포토 다이오드에서 구할 수 있는 본래의 신호 성분을 Ye으로 정의하며, Cy 픽셀의 포토 다이오드에서 구할 수 있는 본래의 신호 성 분을 Cy으로 정의한다. 이 경우, 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 포함하여 G1 픽셀에서 발생하는 신호의 전체값 G1'은 하기하는 수학식 1에 해당한다.

G1' = G1 + G2" + Cy" = G1 + C2 + C6 + C4 + C8 (G2"는 수직으로 인접한 G2 픽셀로부터의 크로스 토크 성분, Cy"는 수평으로 인접한 Cy 픽셀로부터의 크로스 토크 성분)

도 4b는 G1 픽셀과, G1 픽셀에 영향을 주는 크로스 토크 성분을 분광 특성으로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 장파장이 될수록 크로스 토크 성분은 증가한다. 또한 Cy 픽셀에 의한 크로스 토크 성분은 녹(Green)과 청(Blue) 성분으로 나누어 나타낼 수 있다. 이에 따라 상기 수학식 1을 연산하면 하기하는 수학식 2가 도출된다.

G1' = G1 + G2" + Cy" = G1 + G2" + (G" + B")

도 4b에 도시된 바와 같이, 신호 G1' 내에서 차지하는 크로스 토크 성분 B" 는 매우 작다. 또한 크로스 토크 성분 G2" 및 G"는 성분 B" 에 비해 장파장인데다가, 본래 G1 신호와 같은 녹(Green) 성분이기 때문에 녹(Green) 신호의 레벨을 크게 하는 효과가 있다.

도 5는 도 3의 픽셀들 중 제2 녹(Green) 필터(G2)를 갖는 픽셀이 받는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 나타내는 도면이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 제2 녹(Green) 필터를 갖는 픽셀은 주위의 픽셀들로부터 크로스 토크(Crosstalk) 성분 을 받는다. 자세하게는, 수직으로 인접하는 제1 녹(Green) 필터(G1)를 갖는 픽셀들로부터 G1" = C2 + C6 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 또한, 수평으로 인접하는 황(Yellow) 필터를 갖는 픽셀들로부터 Ye" = C4 + C8 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 또한, 대각으로 인접하는 사이언(Cyan) 필터를 갖는 픽셀들로부터 Cy" = C1 + C3 + C5 + C7 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는데, 상기와 같이 대각으로 인접하는 픽셀들로부터의 크로스 토크(Crosstalk) 성분은 그 양이 작기 때문에 무시할 수 있다. 상기와 같은 경우, 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 포함하여 G2 픽셀에서 발생하는 신호의 전체값 G2'은 하기하는 수학식 3에 해당한다.

G2' = G2 + G1" + Ye" = G2 + C2 + C6 + C4 + C8 (G1"는 수직으로 인접한 G1 픽셀로부터의 크로스 토크 성분, Ye"는 수평으로 인접한 Ye 픽셀로부터의 크로스 토크 성분)

도 5b는 G2 픽셀과, G2 픽셀에 영향을 주는 크로스 토크 성분을 분광 특성으로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 장파장이 될수록 크로스 토크 성분은 증가한다. 또한 Ye 픽셀에 의한 크로스 토크 성분은 녹(Green)과 적(Red) 성분으로 나누어 나타낼 수 있다. 이에 따라 상기 수학식 3을 연산하면 하기하는 수학식 4가 도출된다.

G2' = G2 + G1" + Ye" = G2 + G1" + (G" + R")

도 5b에 도시된 바와 같이, 신호 G2' 내에서 차지하는 크로스 토크 성분 R" 은 장파장이기 때문에 다소 크다. 또한 크로스 토크 성분 G1" 및 G"도 비교적 장파장이기 때문에 다소 큰 값을 가지며, G1" 및 G"에 의한 크로스 토크 성분은 본래 G2 신호와 같은 녹(Green) 성분이기 때문에 녹(Green) 신호의 레벨을 크게 하는 효과가 있다.

도 6은 도 3의 픽셀들 중 황(Yellow) 필터(Ye)를 갖는 픽셀이 받는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 나타내는 도면이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 황(Yellow) 필터를 갖는 픽셀은 주위의 픽셀들로부터 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 자세하게는, 수직으로 인접하는 사이언(Cyan) 필터(Cy)를 갖는 픽셀들로부터 Cy" = C2 + C6 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 또한, 수평으로 인접하는 제2 녹(Green) 필터를 갖는 픽셀들로부터 G2" = C4 + C8 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 또한, 대각으로 인접하는 제1 녹(Green) 필터 필터를 갖는 픽셀들로부터 G1" = C1 + C3 + C5 + C7 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는데, 상기와 같이 대각으로 인접하는 픽셀들로부터의 크로스 토크(Crosstalk) 성분은 그 양이 작기 때문에 무시할 수 있다. 상기와 같은 경우, 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 포함하여 Ye 픽셀에서 발생하는 신호의 전체값 Ye'은 하기하는 수학식 5에 해당한다.

Ye' = Ye + Cy" + G2" = Ye + C2 + C6 + C4 + C8 (Cy"는 수직으로 인접한 Cy 픽셀로부터의 크로스 토크 성분, G2"는 수평으로 인접한 G2 픽셀로부터의 크로스 토크 성분)

도 6b는 Ye 픽셀과, Ye 픽셀에 영향을 주는 크로스 토크 성분을 분광 특성으로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 장파장이 될수록 크로스 토크 성분은 증가한다. 또한 Cy 픽셀에 의한 크로스 토크 성분은 녹(Green)과 청(Blue) 성분으로 나누어 나타낼 수 있다. 이에 따라 상기 수학식 5를 연산하면 하기하는 수학식 6이 도출된다.

Ye' = Ye + Cy" + G2" = Ye + (G" + B") + G2"

도 6b에 도시된 바와 같이, 신호 Ye' 내에서 차지하는 크로스 토크 성분 B" 은 단파장이기 때문에 작은 값을 갖는다. 또한 크로스 토크 성분 G2" 및 G"는 비교적 장파장이기 때문에 다소 큰 값을 가지며, G2" 및 G"에 의한 크로스 토크 성분은 녹(Green) 성분이기 때문에, Ye 픽셀로부터 발생하는 녹(Green) 신호의 레벨을 크게 하는 효과가 있다.

도 7은 도 3의 픽셀들 중 사이언(Cyan) 필터(Cy)를 갖는 픽셀이 받는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 나타내는 도면이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 사이언(Cyan) 필터를 갖는 픽셀은 주위의 픽셀들로부터 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 자세하게는, 수직으로 인접하는 황(Yellow) 필터(Ye)를 갖는 픽셀들로부터 Ye" = C2 + C6 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 또한, 수평으로 인접하는 제1 녹(Green) 필터를 갖는 픽셀들로부터 G1" = C4 + C8 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는다. 또한, 대각으로 인접하는 제2 녹(Green) 필터 필터를 갖는 픽셀들로부터 G2" = C1 + C3 + C5 + C7 에 해당하는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 받는데, 상기와 같이 대각으로 인접하는 픽셀들로부터의 크로스 토크(Crosstalk) 성분은 그 양이 작기 때문에 무시할 수 있다. 상기와 같은 경우, 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 포함하여 Cy 픽셀에서 발생하는 신호의 전체값 Cy'은 하기하는 수학식 7에 해당한다.

Cy' = Cy + Ye" + G1" = Cy + C2 + C6 + C4 + C8 (Ye"는 수직으로 인접한 Ye 픽셀로부터의 크로스 토크 성분, G1"는 수평으로 인접한 G1 픽셀로부터의 크로스 토크 성분)

도 7b는 Cy 픽셀과, Cy 픽셀에 영향을 주는 크로스 토크 성분을 분광 특성으로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 장파장이 될수록 크로스 토크 성분은 증가한다. 또한 Ye 픽셀에 의한 크로스 토크 성분은 녹(Green)과 적(Red) 성분으로 나누어 나타낼 수 있다. 이에 따라 상기 수학식 7을 연산하면 하기하는 수학식 8이 도출된다.

Cy' = Cy + Ye" + G1" = Cy + (G" + R") + G1"

도 7b에 도시된 바와 같이, 신호 Cy' 내에서 차지하는 크로스 토크 성분 R" 은 장파장이기 때문에 다소 큰 값을 갖는다. 또한 크로스 토크 성분 G1" 및 G" 또한 비교적 장파장이기 때문에 다소 큰 값을 갖는다. 또한 G1" 및 G"에 의한 크로스 토크 성분은 녹(Green) 성분이기 때문에, Cy 픽셀로부터 발생하는 녹(Green) 신호 의 레벨을 크게 하는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 픽셀 어레이(110)로부터 출력되는 이미지 신호에 대하여 보간과정이라든지 색 보정 과정을 수행하여 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 신호를 구하는 동작과, 이와 동시에 크로스 토크도 제거하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 8은 컬러 보정 동작을 설명하기 위한 고체 촬상 장치를 나타내는 회로도이다. 도시된 바와 같이 픽셀 어레이(110)에서 감지한 이미지 신호(일예로서, 크로스 토크 성분을 포함하는 신호, Cy', Ye', G1', G2')가 보간부(120)로 제공된다. 보간부(120)는 수신된 각 픽셀의 이미지 신호에 대하여 보간(Interpolation) 동작을 수행한다.

보간(Interpolation)된 픽셀 신호들(Cy', Ye', G1', G2')은 칼라 보정부(130)로 제공된다. 바람직하게는 칼라 보정부(130)는, 상기 픽셀 신호들(Cy', Ye', G1', G2')에 포함되는 크로스 토크를 제거하기 위한 크로스 토크 보정회로(131)와, 크로스 토크 제거된 이미지 신호를 표준 이미지 신호로 보정하기 위한 색 보정 매트릭스 회로(132)를 구비할 수 있다.

보간(Interpolation)된 픽셀 신호들(Cy', Ye', G1', G2')은 크로스 토크 보정회로(131)로 제공되어, 다음과 같은 수학식 9의 연산과정을 거쳐 출력된다.

R = Ye' - G1',

G = (G1' + G2')/2,

B = Cy' - G2'

도 8의 크로스 토크 보정회로(131)에 도시된 바와 같이, 적(Red) 신호를 구하기 위하여 Ye 픽셀로부터의 신호 성분(Ye')에서 G1 픽셀로부터의 신호 성분(G1')을 감산한다. 상기 감산 연산에 의하여, Ye' 성분에 존재하였던 크로스 토크 성분 Cy" 및 G2"와, G1' 성분에 존재하였던 크로스 토크 성분 Cy" 및 G2" 가 서로 상쇄된다. 동일한 색 필터에 의해 발생되는 크로스 토크 성분은, 상기 색 필터가 수평으로 인접하는 경우에서와 수직으로 인접하는 경우에서 그 값이 서로 거의 동일하기 때문이다. 따라서, 상기 연산을 통하여 적(Red) 신호를 구하는 것과 동시에, 크로스 토크에 의한 성분을 제거할 수 있게 된다.

한편, 청(Blue) 신호를 구하기 위하여 Cy 픽셀로부터의 신호 성분(Cy')에서 G2 픽셀로부터의 신호 성분(G2')을 감산한다. 상기 감산 연산에 의하여, Cy' 성분에 존재하였던 크로스 토크 성분 Ye" 및 G1"과, G2' 성분에 존재하였던 크로스 토크 성분 Ye" 및 G1" 가 서로 상쇄된다. 따라서, 상기 연산을 통하여 청(Blue) 신호를 구하는 것과 동시에, 크로스 토크에 의한 성분을 제거할 수 있게 된다.

한편, 녹(Green) 신호를 구하기 위하여, G1 픽셀로부터의 신호 성분(G1')와 G2 픽셀로부터의 신호 성분(G2')의 평균을 구한다. 상기 평균 연산을 통하여 녹(Green) 신호를 구함과 동시에 크로스 토크 성분을 줄일 수 있다.

상기 신호 성분(G1')와 신호 성분(G2')의 평균(G = (G1' + G2')/2)은 아래의 수학식 10과 같이 나타난다. 여기서 G1 = G2 = G 인 것으로 가정하고, G1" = G2" = G" 인 것으로 가정한다.

G = (G1' + G2')/2 = {G1 + G2" + (G" + B") + G2 + G1" + (G" + R")}/2 = {2G + 4G" + (R" + B")}/2 = (G + 2G") + (R" + B")/2

상기한 바와 같이 구해진 녹(Green) 신호는, 적(Red) 성분 및 청(Blue) 성분의 크로스 토크 성분을 다소 포함하고 있으나, 녹(Green) 성분에 비해 비교적 큰 폭으로 감소된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 고체 촬상 장치(100)에서는, 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 신호를 구하기 위한 연산을 통하여 크로스 토크 성분을 동시에 제거할 수 있다. 또한, 1 값보다 매우 큰 계수를 갖는 매트릭스(Matrix) 회로를 이용하여 크로스 토크 성분을 보정하였던 종래의 경우에 비하여 노이즈(Noise)를 큰 폭으로 감소시킬 수 있다.

도 9는 크로스 토크가 제거되는 동작을 도식적으로 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이 도 9a에서는, 적(Red) 신호를 구하기 위한 연산 과정을 거치는 경우 크로스 토스 성분이 상쇄되어 제거되는 것이 도시된다. 또한 도 9b에서는, 청(Blue) 신호를 구하기 위한 연산 과정을 거치는 경우 크로스 토스 성분이 상쇄되어 제거되는 것이 도시된다. 또한 도 9c에서는, 녹(Green) 신호를 구하기 위한 연산 과정을 거치는 경우 크로스 토크 성분이 크게 감소되는 것이 도시된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 고체 촬상 장치(100)의 경우, 화소 어레이(110)에 배치되는 필터의 종류를 황(Yellow), 사이언(Cyan) 및 녹(Green)을 이용하므로, 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 필터에 비하여 입사광을 많이 통과 시키며, 또한 휘도 신호의 신호 대 잡음비(SNR)를 향상시킬 수 있다. 또한 황(Yellow), 사이언(Cyan) 및 녹(Green) 픽셀로부터 모두 녹(Green) 신호가 발생되므로, 녹(Green) 신호는 전혀 공간 변조를 받지 않으므로 해상도를 높일 수 있는 장점이 있다.

도 10은 휘도 신호 산출동작을 설명하기 위한 고체 촬상 장치를 나타내는 블록도이다. 도 10에 도시된 여러 구성요소들 중 앞서 언급되었던 구성요소와 동일한 것에 대해서는, 그 동작 또한 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도시된 바와 같이, 픽셀 어레이(110)로부터 발생한 각 픽셀의 이미지 신호(Ye, G1, G2, Cy)는 보간부(120)로 제공되며, 보간부(120)는 수신된 이미지 신호에 대하여 보간(Interpolation)을 수행한다. 보간 수행된 이미지 신호(Ye, G1, G2, Cy)는 휘도 산출부(170)로 제공된다. 앞서 언급하였던 바와 같이 픽셀 어레이(110) 및 보간부(120)에서 출력되는 이미지 신호(Ye, G1, G2, Cy)는 크로스 토크 성분을 포함하는 신호이다.

휘도 산출부(170)는, 승산부(171)와, 가산기(172)와, 게인(gain) 조절부(173) 및 감마 보정부(174)를 구비할 수 있다. 보간부(120)에서 출력되는 이미지 신호(Ye, G1, G2, Cy)는 승산부(171)로 제공되며, 승산부(171)에서 소정의 승산 연산이 수행된다. 일예로서 Ye 신호는 계수 a와 승산되어 가산기(172)로 제공되고, G1 신호는 계수 b와 승산되어 가산기(172)로 제공되며, G2 신호는 계수 c와 승산되어 가산기(172)로 제공되고, Cy 신호는 계수 d와 승산되어 가산기(172)로 제공된다.

상기 계수들(a,b,c,d)은 임의적인 값으로 설정될 수 있으나, 바람직하게는 휘도 신호(Y)가 Y = 0.26R + 0.63G + 0.11B 의 값으로 구해지도록 a : b : c : d = 1.0 : 0.5 : 0.5 : 0.4 값이 되도록 설정한다. 계수들(a,b,c,d)의 비율을 상기와 같이 설정되고, 가산기(172)에서 각 신호들에 대해 가산 연산을 수행함으로써 상기와 같은 휘도 신호(Y)가 구해질 수 있다. 앞서 언급된 계수들(a,b,c,d)의 비율은 다소 다르게 조절되더라도 본 발명의 목적은 무방하게 달성될 수 있다.

가산기(172)에서 구해진 휘도 신호(Y)는 게인(gain) 조절부(173)로 입력된다. 게인(gain) 조절부(173)는 입력된 휘도 신호(Y)의 게인(gain)을 조절한다. 보간부(120)에서 출력되는 이미지 신호(Ye, G1, G2, Cy)는, 소정의 칼라 보정부(130) 및 백색 밸런스 조정부(140)를 거쳐 감마 보정부(150)로 제공되는데, 상기 보정을 거치는 동안 신호의 레벨이 변동하게 된다. 이에 따라서, 별도의 경로를 통해 구해지는 휘도 신호(Y)의 레벨도 조절할 필요가 있다. 바람직하게는, 게인(gain) 조절부(173)는, 상기 칼라 보정부(130) 및 백색 밸런스 조정부(140)에 의해 변동된 레벨에 해당하는 값 만큼 휘도 신호(Y)의 레벨을 조절한다. 즉, 백색 밸런스 조정부(140)를 통과한 R,G,B 신호의 레벨과 게인(gain) 조절부(173)를 통해 출력된 휘도 신호(Y)의 레벨이 같아지도록 한다.

게인(gain) 조절부(173)를 통해 출력된 휘도 신호(Y)는 휘도 산출부(170)에 구비되는 감마 보정부(174)로 입력되어 소정의 감마 처리가 수행된다. 상기 감마 처리 동작은, 백색 밸런스 조정부(140)와 연결되는 감마 보정부(150)의 동작과 동일한 특성을 갖도록 한다. 상기 감마 보정부(174)에서 출력되는 감마 조절된 휘도 신호(Y)를 최종 휘도 신호(Y)로서 사용한다. 한편, 도시되지는 않았으나, 상기 휘도 산출부(170)의 감마 보정부(174)와 백색 밸런스 조정부(140)에 연결되는 감마 보정부(150)는 하나의 감마 보정 블록으로 구현될 수 있으며, 상기 감마 보정 블록에서 휘도 신호(Y) 및 R,G,B 신호를 동시에 처리하도록 회로 구성의 일부 변형이 가능하다.

한편, 칼라 변환부(160)는 감마 보정부(150)에서 제공된 R,G,B 신호를 색도 신호(Cr, Cb)로 변환한다. 한편, 상술한 바와 같이 휘도 신호(Y)는 휘도 산출부(170)에서 제공되므로, 칼라 변환부(160)는 별도의 휘도 신호(Y)를 발생할 필요가 없다. 상술한 과정을 통해 구해진 휘도 신호(Y) 및 색도 신호(Cr, Cb)는 외부로 제공되어진다. 만약 외부로 R,G,B 신호를 출력하는 경우에는, RGB 변환부(180)이 상기 구해진 휘도 신호(Y) 및 색도 신호(Cr, Cb)를 입력받아, 이를 변환하여 R, G, B 신호를 발생한다. 상기와 같은 동작에 따라, 휘도 신호(Y)의 신호 대 잡음비(SNR)를 개선할 수 있으며, RGB 필터를 사용한 경우에 비해 감도를 향상시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 동작을 설명하기 위한 픽셀 어레이를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이 픽셀 어레이(210)는, 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀들로 이루어진다. 도 11에는 픽셀 어레이(210)의 일부로서 5*5 구조의 픽셀들만을 도시하였다. 일예로서 Ye33은, 상기 5*5 구조의 픽셀들에서 3행 3열에 배치되는 황색(Yellow) 칼라를 센싱하는 픽셀을 나타낸다.

도 12는 도 11의 픽셀 어레이에서 발생된 위색 신호를 나타내는 도면이다. 특히 픽셀 어레이(210)의 상기 5*5 구조의 픽셀들에서, 수평 방향으로 세 번째 픽셀까지는 백색에 해당하는 입사광이 입력되고, 수평 방향으로 네 번째 및 다섯 번째 픽셀로는 검정에 해당하는 입사광이 입력된다고 가정하자.

일반적으로 어느 하나의 픽셀에서는 하나의 칼라만을 센싱하므로, 상기 픽셀에서 센싱하지 못하는 칼라 신호는 주변의 픽셀을 이용하여 보간 동작을 통하여 생성한다. 그러나 상기 보간 동작에 의하여 위색 오차가 발생할 수 있다.

상기 5*5 구조의 픽셀들에서 세 번째 행에 배치되는 픽셀들을 위주로 설명한다. 먼저, 픽셀 Ye33는 Ye 필터를 구비하므로, 픽셀 Ye33으로부터 발생하는 황색(Yellow) 칼라 신호 ye33은 하이 레벨을 갖는다. 반면에 녹색(Green) 신호는 Ye33 픽셀로부터 발생되지 않으므로 보간 동작을 통하여 산출하게 된다. Ye33에 수평으로 인접한 픽셀 G32 와 G34를 이용하여 보간을 수행하면, 픽셀 Ye33 위치에서의 녹색(Green) 신호 g33는 (G32 + G34)/2 값에 해당한다. 따라서 상기 신호 g33의 레벨은 중간 레벨을 갖는다. 즉, 픽셀 Ye33는 백색에 해당하는 입사광이 입력되었으므로 상기 신호 g33의 레벨이 하이 레벨이 되어야 하나, 빗금친 부분에 해당하는 만큼 위색신호가 발생한다.

한편, 픽셀 Ye33으로부터는 사이언(Cyan) 신호가 발생되지 않으므로, 픽셀 Ye33에 수직으로 인접한 픽셀 Cy23, Cy43을 이용하여 보간 동작을 수행한다. 이에 따른 픽셀 Ye33 위치에서의 사이언(Cyan) 신호 cy33은 (Cy23 + Cy43)/2에 해당하며, 상기 cy33의 레벨은 하이 레벨을 갖는다.

한편, 픽셀 G34는 G 필터를 구비하므로, 픽셀 G34으로부터 발생하는 녹색(Green) 칼라 신호 g34은 로우 레벨을 갖는다. 반면에 황색(Yellow) 신호는 G34 픽셀로부터 발생되지 않으므로 보간 동작을 통하여 산출하게 된다. G34에 수평으로 인접한 픽셀 Ye33 와 Ye35를 이용하여 보간을 수행하면, 픽셀 G34 위치에서의 황색(Yellow) 신호 ye34는 (Ye33 + Ye35)/2 값에 해당한다. 따라서 상기 신호 ye34의 레벨은 중간 레벨을 갖는다. 즉, 빗금친 부분에 해당하는 만큼 위색신호가 발생한다.

한편, 픽셀 G34으로부터는 사이언(Cyan) 신호가 발생되지 않으므로, 픽셀 G34에 대각으로 인접한 픽셀 Cy23, Cy25, Cy43, Cy45을 이용하여 보간 동작을 수행한다. 이에 따른 픽셀 G34 위치에서의 사이언(Cyan) 신호 cy34은 (Cy23 + Cy25 + Cy43 + Cy45)/4에 해당하며, 상기 cy34의 레벨은 중간 레벨을 갖는다. 즉, 빗금친 부분에 해당하는 만큼 위색신호가 발생한다.

한편, 상기와 같이 위색신호가 발생한 사이언(Cyan), 녹색(Green) 및 황색(Yellow) 신호를 이용하여 R, G, B 신호를 생성하면, 생성된 R, G, B 신호에 빗금친 부분과 같이 오차가 발생한다. 따라서 사이언(Cyan), 녹색(Green) 및 황색(Yellow) 신호에 발생하는 상기 위색신호를 제거하기 위해서는 화살표 방향과 같은 신호 레벨의 조정이 필요하다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치를 나타내는 블록도이다. 도시된 바와 같이 상기 고체 촬상 장치(200)는, 픽셀 어레이(210), 보간부(220), 칼라 보정부(230) 및 위색신호 제거부(240)를 구비한다. 또한 상기 위색 신호 제거부(240)는, 보정신호 발생부(241) 및 오차 보정부(242)를 구비할 수 있다. 바람직하게는 상기 보정신호 발생부(241)는 보간부(220)로부터 칼라 신호를 입력받아 이를 이용하여 위색 신호가 발생하는 픽셀의 위치를 검출한다. 또한 바람직하게는, 상기 오차 보정부(242)는 보간부(220)와 칼라 보정부(230) 사이에 연결되며, 보정신호 발생부(241)로부터 제공된 신호를 이용하여 위색 신호를 제거한다.

도 13에 도시된 바와 같은 고체 촬상 장치(200)가 위색 신호를 제거하는 동작을 도 14 및 도 15를 이용하여 상세하게 설명한다.

도 14는 위색신호가 발생한 픽셀의 위치를 검출하고 보정 신호를 발생하는 과정을 나타내는 도면이다. 일예로서, 앞서 언급하였던 도 11 및 도 12의 경우에서는 수평 방향으로 세 번째 픽셀 및 네 번째 픽셀에서 위색 신호가 발생하는 예를 설명하였다. 도 14 및 도 15에서는 상기와 같은 예에서 픽셀의 위치를 검출하는 경우를 나타내며, 설명의 편의를 위해 세 번째 행에 위치한 픽셀들을 중심으로 설명한다.

보정신호 발생부(241)는, 픽셀 어레이(210)로부터 제공된 칼라 신호(일예로서, 보간 처리된 칼라 신호)를 입력받으며, 이로부터 위색신호가 발생한 픽셀의 위치를 검출하고 또한 보정 신호를 발생한다. 먼저, 위색신호가 발생한 픽셀의 위치를 검출하기 위하여, 동일 색의 필터를 구비하는 픽셀들 사이의 신호를 감산한다. 일예로서, 녹색(Green)을 센싱하는 두 번째 열의 픽셀(G32)과 네 번째 열의 픽셀(G34)의 신호에 대해 감산 연산을 수행한다. 또한 네 번째 열의 픽셀(G34)과 여섯 번째 열의 픽셀(미도시)의 신호에 대해 감산 연산을 수행한다. 상기와 같은 감 산 동작이 픽셀 어레이(210)의 전체 열에 걸쳐 수행된다.

한편, 황색(Yellow) 칼라를 센싱하는 픽셀들 사이에서도 상기와 같은 감산 연산이 수행된다. 일예로서 첫 번째 열의 픽셀(Y31)과 세 번째 열의 픽셀(Y33)의 신호에 대해 감산 연산을 수행한다. 또한 세 번째 열의 픽셀(Y33)과 다섯 번째 열의 픽셀(Y35)의 신호에 대해 감산 연산을 수행한다. 도 14의 (a)에서와 같이, 수평 방향으로 세 번째 픽셀까지는 백색에 해당하는 입사광이 입력되고, 수평 방향으로 네 번째 픽셀 이후로는 검정에 해당하는 입사광이 입력된다고 가정하였으므로, 도 14의 (b) 내지 (d)와 같은 감산 연산의 결과 신호가 나타난다. 도 14에서는 녹색(Green) 픽셀들 사이의 연산 결과를 (b)와 (d)에 각각 따로 도시하였으나, 상기 연산 결과는 하나의 신호로서 발생될 수 있다.

상기 연산 결과 후, 녹색(Green) 픽셀들 사이의 연산 결과와 황색(Yellow) 픽셀들 사이의 연산 결과를 서로 합산하여 (e)에 도시된 바와 같은 신호를 발생시킨다. 동일 칼라 픽셀들간에 감산 연산을 함에 있어서, 왼쪽에 배치되는 픽셀의 신호에서 오른 쪽에 배치되는 픽셀의 신호를 감산하였다면, 상기 (e)와 같은 합산 결과의 신호를 1 픽셀에 해당하는 만큼 오른쪽으로 쉬프트시키고, 이에 따라 (f)와 같은 위치 검출신호를 발생시킨다. 도시되지는 않았으나, 만약 오른 쪽에 배치되는 픽셀 신호에서 왼쪽에 배치되는 픽셀의 신호를 감산하였다면, 상기 (e)와 같은 합산 결과의 신호를 왼쪽으로 1 픽셀에 해당하는 만큼 쉬프트시킨다.

도 14의 (f)에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 과정을 통하여 위색 신호가 발생한 두 개의 픽셀이 검출될 수 있다. 이후, 상기 검출신호에서, 검출된 두 개의 픽셀의 위치 중 어느 하나에 대응하는 신호의 레벨을 반전시킨다. 바람직하게는, 상기 검출된 두 개의 픽셀 중 오른 쪽에 위치하는 픽셀에 대응하는 신호의 레벨을 반전시켜 (g)와 같이 도시되는 보정신호를 발생시킨다. 도시되지는 않았으나, 만약 상기 감산 연산 수행시 오른 쪽에 배치되는 픽셀 신호에서 왼쪽에 배치되는 픽셀의 신호를 감산하였다면, 상기 검출된 두 개의 픽셀 중 왼 쪽에 위치하는 픽셀에 대응하는 신호의 레벨을 반전시킬 수 있다.

상기와 같은 과정을 통해 발생된 위치 검출신호 및/또는 보정신호는 도 13에 도시된 오차 보정부(242)로 제공될 수 있다. 오차 보정부(242)에서 수행되는 오차 보정동작을 도 15를 참조하여 설명한다.

도 15는 칼라 신호에 발생되는 위색 신호를 제거하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 15에서 (a)는 입사광의 특성, (b)는 위치 검출신호를 나타내며, (c)는 보정신호 발생부(241)에서 발생된 보정신호의 일예를 나타낸다.

도 15에 도시된 바와 같이, 오차 보정부(242)는 픽셀 신호 및 보정신호를 입력받아, 위색 신호를 제거하기 위한 소정의 보정 동작을 수행한다. 이를 위하여, 픽셀 신호 및 보정신호를 입력받아, 이에 기반하여 위색신호가 발생한 픽셀(오차 픽셀)의 평균 G 신호, 평균 Ye 신호 및 평균 Cy 신호를 산출한다. 상세하게는, 입력된 픽셀 신호 및 보정신호에 기반하여, 오차 픽셀 근방의 녹색(Green) 신호(일예로서, (d)에 도시된 바와 같은)로부터 (e)에 도시된 바와 같은 평균 G 신호를 산출한다. 마찬가지로, 오차 픽셀 근방의 황색(Yellow) 신호(일예로서, (f)에 도시된 바와 같은)로부터 (g)에 도시된 바와 같은 평균 Ye 신호를 산출한다. 또한 오차 픽 셀 근방의 사이언(Cyan) 신호로부터 평균 Cy 신호(미도시)를 산출한다.

오차 보정부(242)는, 보간부(220)로부터 제공된 보간된 칼라신호(녹색(Green), 황색(Yellow) 및 사이언(Cyan) 신호) 각각과 상기 산출된 평균 G 신호, 평균 Ye 신호 및 평균 Cy 신호를 각각 연산한다. 자세하게는, 보정신호가 하이 레벨인 경우((+) 신호인 경우)에는, 칼라신호와 평균 신호를 서로 가산한다. 한편, 보정신호가 로우 레벨인 경우((-) 신호인 경우)에는, 칼라신호에서 평균 신호를 감산한다. 도시된 바와 같이, Ye33 픽셀에 대응하는 보정 신호는 하이 레벨을 가지므로, Ye33 픽셀에 대응하는 녹색(Green) 신호(보간에 의해 산출된 신호)와 평균 G 신호를 합산한다. 상기 합산 결과에 따라 (h)에 도시된 바와 같은 위색신호가 제거된 녹색(Green) 신호가 발생된다.

한편, G34 픽셀에 대응하는 보정 신호는 로우 레벨을 가지므로, G34 픽셀에 대응하는 황색(Yellow) 신호(보간에 의해 산출된 신호)에서 평균 Ye 신호를 감산한다. 상기 감산 결과에 따라, (i)에 도시된 바와 같은 위색신호가 제거된 황색(Yellow) 신호가 발생된다. 한편, 도시되지는 않았으나, G34 픽셀에 대응하는 사이언(Cyan) 신호(보간에 의해 산출된 신호)에서 평균 Cy 신호를 감산하는 동작 또한 수행되며, 상기 감산 결과에 따라 위색신호가 제거된 사이언(Cyan) 신호가 발생된다. 칼라 보정부(230)는 위색 오차가 제거된 칼라 신호(녹색(Green), 황색(Yellow) 및 사이언(Cyan) 신호)를 입력받아 이를 RGB 신호로 변환한다. 상기 변환을 위하여, 칼라 보정부(230)는 R = Ye - G, G = G, B = Cy - G 의 연산을 수행할 수 있다.

한편, 상기 도 13에 도시된 도면에서는, 칼라 보정부(230), 보정신호 발생부(241) 및 오차 보정부(242)가 서로 다른 블록으로 도시되었으나, 본 발명의 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다. 센싱된 칼라 신호에 대해 소정의 연산 동작을 처리하기 위해서, 상기 칼라 보정부(230), 보정신호 발생부(241) 및 오차 보정부(242)는 상술하였던 바와 같은 연산 과정을 모두 반영하는 하나의 블록으로도 구현될 수 있다. 또한 상술하였던 평균 G 신호, 평균 Ye 신호 및 평균 Cy 신호는 보정신호에 기반하여 산출되는 것으로 서술되었으나, 위치 검출신호를 기반으로 하여 산출되어도 무방하다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 특히 상기 신호 처리 방법은, 최종 출력되는 칼라 신호의 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키며, 또한 칼라 신호의 일반적인 신호 처리 경로와는 별도의 경로를 통해 휘도 신호를 산출하는 방법을 나타낸다. 도 16에 도시된 방법과 관련하여서는, 이에 대응하는 장치에 관한 설명을 통하여 상술하였으므로 자세한 설명은 생략한다.

도 16에 도시된 바와 같이 고체 촬상 장치에 구비되는 픽셀 어레이로부터 칼라 신호가 출력된다(S11). 특히 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 픽셀 어레이는 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하기 위한 픽셀을 구비한다. 바람직하게는, 복수의 열과 복수의 행으로 이루어지는 상기 픽셀 어레이에서, 어느 하나의 열(픽셀열)에는 녹색(Green) 칼라를 센싱하는 픽셀들이 배치되며, 상기 열과 인접한 다른 열에는 황색(Yellow) 칼라를 센싱하는 픽셀과 사이 언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀이 교대로 배치된다. 상기 사이언(Cyan) 칼라신호에 수평방향으로 인접하는 녹색(Green) 칼라신호를 제1 녹색(Green) 칼라신호(G1)라 하고, 상기 황색(Yellow) 칼라신호에 수평방향으로 인접하는 녹색(Green) 칼라신호를 제2 녹색(Green) 칼라신호(G2)로 정의한다.

상기와 같이 출력된 칼라 신호들(Ye, G1, G2, Cy)에 대해 보간 처리를 수행한다(S12). 또한, 상기 보간 처리된 칼라 신호들(Ye, G1, G2, Cy)에는 크로스 토크(Crosstalk) 성분이 포함될 수 있으므로, 상기 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키기 위한 연산 동작이 수행된다(S13). 바람직하게는 상기 연산 동작은, R = Ye - G1, G = (G1 + G2)/2 및 B = Cy - G2 으로 이루어진다. 상기와 같은 연산 동작에 의하여, 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 RGB 신호로 변환함과 동시에 상기 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시킬 수 있다. 일예로서, 적(Red) 신호를 구하기 위하여 Ye 픽셀의 신호에서 G1 픽셀의 신호를 감산하는데, Ye 픽셀의 신호에 포함된 크로스 토크 성분과 G1 픽셀의 신호에 포함된 크로스 토크 성분이 서로 동일하므로 상기 감산 연산에 의해서 크로스 토크 성분을 제거할 수 있다.

상기와 같은 연산을 통하여 크로스 토크 성분이 감소된 RGB 신호가 발생되면, 이에 대하여 일반적인 신호 처리 절차가 진행된다. 일예로서 상기 RGB 신호에 대하여 백색 밸런스를 조절할 수 있으며(S14), 또한 상기 RGB 신호에 대하여 감마 보정을 수행할 수 있다(S15).

한편, 본 발명의 고체 촬상 장치는, 칼라 신호의 일반적인 신호 처리 경로와 는 별도의 경로는 통해 휘도 신호를 산출할 수 있으며, 바람직하게는 보간 처리된 칼라 신호를 이용하여 이에 대해 소정의 연산과정을 수행함으로써 상기 휘도 신호를 산출할 수 있다.

보간 처리된 칼라 신호에 대해 소정의 계수를 승산하는 단계가 수행된다(S16). 상세하게는 칼라 신호들(Ye, G1, G2, Cy)에 대해 서로 다른 비율의 계수를 승산할 수 있다. 일예로서, Ye 신호는 계수 a와 승산되고, G1 신호는 계수 b와 승산되며, G2 신호는 계수 c와 승산되고, Cy 신호는 계수 d와 승산될 수 있다. 앞서 언급하였던 바와 같이 상기 계수들(a,b,c,d)을 임의적인 값으로 설정할 수 있으며, 바람직하게는 휘도 신호(Y)가 Y = 0.26R + 0.63G + 0.11B 의 값으로 구해지도록 a : b : c : d = 1.0 : 0.5 : 0.5 : 0.4 값이 되도록 설정할 수 있다.

또한, 상기와 같이 승산 처리된 칼라 신호들을 서로 합산함으로써 휘도 신호를 발생하는 단계가 수행된다(S17). 한편, 상기 칼라 신호들(Ye, G1, G2, Cy)은 칼라 보정 및 백색 밸런스 조정 등을 거치면서 그 레벨이 변동하게 된다. 이에 따라 상기 변동에 대응하여 상기 산출된 휘도 신호의 레벨도 변동하는 것이 바람직하므로 상기 휘도 신호의 게인(gain)을 조절하는 단계가 수행된다(S18). 또한, 칼라 신호들에 대해 감마 보정이 이루어지는 것에 대응하여, 상기 휘도 신호에 대한 감마 보정을 수행한다(S19). 휘도 신호에 대한 감마 보정의 특성은, 바람직하게는 상기 칼라 신호들에 대한 감마 보정과 동일한 특성을 갖도록 한다. 또한 상술하였던 바와 같이, 상기 휘도 신호에 대한 감마 보정과 칼라 신호들에 대한 감마 보정은 동일한 감마 보정 블록에서 수행될 수도 있으며, 서로 다른 감마 보정 블록에서 수행 될 수도 있다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 상기 도 17에 도시된 신호 처리 방법은, 보간 처리 동작에 의해 발생될 수 있는 위색신호를 제거하기 위한 방법을 나타낸다. 상기 방법 또한 이에 대응하는 장치에 관한 설명을 통하여 상술하였으므로 자세한 설명은 생략한다.

도 17에 도시된 바와 같이 픽셀 어레이로부터 칼라 신호가 출력되고(S21), 상기 출력된 칼라 신호에 대해 보간 처리가 수행된다(S22).

보간 처리된 칼라 신호들(일예로서, Ye 신호, G 신호 및 Cy 신호)에 대하여, 위색신호가 발생한 픽셀의 위치를 검출하기 위한 소정의 연산 동작이 수행된다. 상세하게는, 동일 색의 필터를 구비하는 픽셀들 사이의 신호를 감산한다(S23). 일예로서, 픽셀 어레이의 어느 하나의 행(Ye 픽셀과 G 픽셀이 교대로 배치되는)에서, Ye 픽셀들에 대해 서로 감산 연산을 수행하고, 또한 G 픽셀들에 대해 서로 감산 연산을 수행한다. 이후, Ye 픽셀들에 대한 감산 결과와 G 픽셀들에 대한 감산 결과를 서로 합산한다(S24).

이후, 상기 합산 결과에 따른 신호를 픽셀 어레이의 왼쪽 방향 또는 오른쪽 방향으로 쉬프트(sfift)시킨다(S25). 또한 쉬프트(sfift)된 신호에서 그 일부의 레벨을 변동시키는 단계가 수행되며, 바람직하게는 상기 일부의 레벨을 반전시킴으로써 보정신호를 발생시킨다(S26). 상술하였던 바와 같이, 쉬프트(sfift) 동작이나 일부의 레벨을 변동시키는 동작은 상기 감산 연산의 특성(왼쪽에 배치되는 픽셀의 신호에서 오른쪽에 배치되는 픽셀의 신호를 감산할 것인지, 또는 오른쪽에 배치되는 픽셀의 신호에서 왼쪽에 배치되는 픽셀의 신호를 감산할 것인지)에 기반하여 수행될 수 있다.

상기와 같은 과정을 통하여 보정신호가 발생되면, 이를 이용하여 실제 위색신호를 제거하는 동작이 수행된다. 이를 위하여, 먼저 위색신호가 발생한 픽셀을 검출한 결과에 기반하여, 위색신호가 발생한 픽셀(오차 픽셀) 근방의 픽셀들을 이용하여 평균 칼라 신호(일예로서 평균 G 신호, 평균 Ye 신호 및 평균 Cy 신호)를 발생한다(S27). 상기 평균 칼라 신호가 발생되면, 상기 보정신호에 기반하여 칼라 신호(일예로서, 보간 처리된 칼라 신호)와 상기 평균 칼라 신호를 가산 또는 감산한다(S28).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 일반적인 컬러 필터의 배치를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치의 일예를 나타내는 블록도이다.

도 3은 도 2의 고체 촬상 장치에 구비되는 픽셀 어레이의 배열의 일예를 나타내는 도면이다.

도 4는 제1 녹(Green) 필터를 갖는 픽셀이 받는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 나타내는 도면이다.

도 5는 제2 녹(Green) 필터를 갖는 픽셀이 받는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 나타내는 도면이다.

도 6은 황(Yellow) 필터를 갖는 픽셀이 받는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 나타내는 도면이다.

도 7은 사이언(Cyan) 필터를 갖는 픽셀이 받는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 나타내는 도면이다.

도 8은 컬러 보정 동작을 설명하기 위한 고체 촬상 장치를 나타내는 회로도이다.

도 9는 크로스 토크가 제거되는 동작을 도식적으로 나타낸 그래프이다.

도 10은 휘도 신호 산출동작을 설명하기 위한 고체 촬상 장치를 나타내는 블록도이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 동작을 설명하기 위한 픽셀 어레이를 나타내는 도면이다.

도 12는 도 11의 픽셀 어레이에서 발생된 위색 신호를 나타내는 도면이다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치를 나타내는 블록도이다.

도 14는 위색신호가 발생한 픽셀의 위치를 검출하고 보정 신호를 발생하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 15는 칼라 신호에 발생되는 위색 신호를 제거하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 고체 촬상 장치

110: 픽셀 어레이 120: 보간부

130: 칼라 보정부 140: 백색 밸런스 조정부

150: 감마 보정부 160: 칼라 변환부

170: 휘도 산출부 171: 승산부

172: 가산기 173: 게인(gain) 조절부

174: 감마 보정부 180: RGB 변환부

Claims

적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀 어레이; 및

상기 픽셀 어레이로부터 제공되는 이미지 신호를 입력받아 소정의 연산 동작을 수행하는 칼라 보정부를 구비하며,

상기 픽셀 어레이는, 어레이의 수직방향으로 동일한 제1 칼라를 센싱하는 픽셀들이 배치되는 제1 픽셀열과, 어레이의 수직방향으로 제2 칼라를 센싱하는 픽셀과 제3 칼라를 센싱하는 픽셀이 교대로 배치되는 제2 픽셀열을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 픽셀열과 상기 제2 픽셀열은, 어레이의 수평 방향으로 서로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제2항에 있어서,

상기 어레이의 수평 방향으로 상기 제1 픽셀열과 상기 제2 픽셀열이 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 칼라는 녹색(Green) 칼라이며, 상기 제2 칼라는 황색(Yellow) 칼라이고, 상기 제3 칼라는 사이언(Cyan) 칼라인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서, 상기 칼라 보정부는,

황색(Yellow) 칼라신호, 사이언(Cyan) 칼라신호, 상기 사이언(Cyan) 칼라신호에 수평방향으로 인접하는 제1 녹색(Green) 칼라신호 및 상기 황색(Yellow) 칼라신호에 수평방향으로 인접하는 제2 녹색(Green) 칼라신호를 입력받으며, 상기 입력된 신호들에 대한 연산 동작을 수행하여 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 칼라 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제5항에 있어서, 상기 칼라 보정부는,

상기 입력된 황색(Yellow) 칼라신호, 제1, 제2 녹색(Green) 칼라신호 및 사이언(Cyan) 칼라신호를 선택적으로 연산함으로써, 상기 신호들 내에 포함되는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제6항에 있어서, 상기 칼라 보정부는,

상기 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키기 위하여, 상기 황색(Yellow) 칼라신호와 상기 제1 녹색(Green) 칼라신호를 서로 연산하는 제1 과정과, 상기 사이언(Cyan) 칼라신호와 상기 제2 녹색(Green) 칼라신호를 서로 연산하는 제2 과정 및 상기 제1 녹색(Green) 칼라신호와 상기 제2 녹색(Green) 칼라신호를 서로 연산 하는 제3 과정들 중 적어도 하나의 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제7항에 있어서, 상기 칼라 보정부는,

상기 제1 과정은, 상기 황색(Yellow) 칼라신호에서 상기 제1 녹색(Green) 칼라신호를 감산하는 과정이고,

상기 제2 과정은, 상기 사이언(Cyan) 칼라신호에서 상기 제2 녹색(Green) 칼라신호를 감산하는 과정이며,

상기 제3 과정은, 상기 제1 녹색(Green) 칼라신호와 상기 제2 녹색(Green) 칼라신호의 평균을 구하는 과정인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제5항에 있어서, 상기 칼라 보정부는,

상기 입력된 신호들에 포함된 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키기 위한 연산을 수행하는 크로스 토크 보정회로; 및

상기 크로스 토크 보정회로로부터 보정된 신호를 입력받아 이를 표준 이미지 신호로 보정하는 색 보정 매트릭스(Matrix) 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 픽셀 어레이 및 상기 칼라 보정부 사이에 배치되며, 상기 픽셀 어레이 로부터 칼라 신호를 입력받아 이에 대한 보간(Interpolation) 동작을 수행하는 보간부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제10항에 있어서,

상기 픽셀 어레이로부터 제공되는 칼라 신호를 이용하여 이미지의 휘도 성분을 산출하기 위한 휘도 산출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제11항에 있어서,

상기 휘도 산출부는 상기 보간부에서 출력되는 보간동작 수행된 칼라 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제11항에 있어서, 상기 휘도 산출부는,

입력된 칼라 신호에 각각에 대하여 소정의 계수를 승산하기 위한 승산기;

상기 승산기로부터 승산 처리된 칼라 신호를 입력받아, 이에 대한 가산 동작을 수행하여 휘도신호를 산출하는 가산기; 및

상기 가산기로부터 제공된 휘도신호를 입력받아 게인(gain)을 조절하는 게인 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제13항에 있어서, 상기 게인 조절부는,

상기 칼라 신호에 대한 보정 처리를 수행하는 과정에서 발생되는 신호의 레 벨 변동에 대응하여 상기 휘도신호의 레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제13항에 있어서, 상기 휘도 산출부는,

상기 칼라 신호에 대한 감마 보정을 수행하는 과정에서 발생되는 신호의 레벨 변동에 대응하여 상기 휘도신호의 레벨을 조절하기 위한 감마 보정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 고체 촬상 장치는 CMOS 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀 어레이; 및

상기 픽셀 어레이로부터 제공되는 이미지 신호에 포함된 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키는 칼라 보정부를 구비하며,

상기 픽셀 어레이는, 수직 방향으로 두 개의 픽셀과 수평 방향으로 두 개의 픽셀에 해당하는 크기를 갖는 픽셀 그룹을 복수 개 구비하고, 상기 픽셀 그룹 각각은 제1 칼라를 센싱하는 두 개의 픽셀과 제2 칼라를 센싱하는 하나의 픽셀 및 제3 칼라를 센싱하는 하나의 픽셀을 포함하며, 상기 제1 칼라를 센싱하는 두 개의 픽셀 은 수직 방향으로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제17항에 있어서,

상기 제1 칼라는 녹색(Green) 칼라이며, 상기 제2 칼라는 황색(Yellow) 칼라이고, 상기 제3 칼라는 사이언(Cyan) 칼라인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
복수의 행 및 복수의 열 방향으로 배치되는 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이;

상기 픽셀 어레이로부터 제공된 칼라 신호에 대해 보간 동작을 수행하는 보간부; 및

상기 보간부로부터 보간 처리된 칼라 신호를 입력받으며, 동일한 칼라의 신호를 서로 연산함에 기반하여 위색신호를 포함하는 픽셀들의 위치를 검출하고 이에 따른 보정신호를 발생하며, 상기 보간 처리된 칼라신호에 대해 상기 보정신호에 기반하여 가산 연산 및/또는 감산 연산을 수행함으로써 상기 위색신호를 제거하는 위색신호 제거부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제19항에 있어서, 상기 픽셀 어레이는,

적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제20항에 있어서, 상기 픽셀 어레이는,

어레이의 수직방향으로 동일한 녹색(Green) 칼라를 센싱하는 픽셀들이 배치되는 제1 픽셀열과, 어레이의 수직방향으로 황색(Yellow) 칼라를 센싱하는 픽셀과 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀이 교대로 배치되는 제2 픽셀열을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제21항에 있어서, 상기 픽셀 어레이는,

상기 어레이의 수평 방향으로 상기 제1 픽셀열과 상기 제2 픽셀열이 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제19항에 있어서, 상기 위색신호 제거부는,

상기 보간 처리된 칼라 신호를 입력받아, 이에 대해 감산 및/또는 가산 연산을 통하여 위색신호를 포함하는 픽셀들의 위치를 검출하고, 이에 따른 보정신호를 발생하는 보정신호 발생부; 및

상기 보간 처리된 칼라 신호를 입력받으며, 상기 위치 검출 결과에 기반하여 상기 검출된 위치 근방의 픽셀들을 이용하여 평균 칼라 신호를 산출하고, 상기 보정신호에 응답하여 상기 보간 처리된 칼라 신호와 상기 평균 칼라 신호를 서로 합산하거나 감산함으로써 상기 위색신호를 제거하는 오차 보정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제23항에 있어서,

상기 픽셀 어레이는, 수평 방향으로 제1 칼라를 센싱하는 제1 픽셀과 제2 칼라를 센싱하는 제2 픽셀이 교대로 배치되며,

상기 보정신호 발생부는, 제1 칼라 신호들을 서로 감산 연산하여 제1 신호를 발생하고, 제2 칼라 신호들을 서로 감산 연산하여 제2 신호를 발생하며, 상기 제1 신호 및 제2 신호를 서로 합산하여 제3 신호를 발생하고, 상기 제3 신호를 상기 어레이의 왼쪽 방향 또는 오른쪽 방향으로 쉬프트(sfift)시켜 제4 신호를 발생하며, 상기 제4 신호의 일부 신호 레벨을 반전시킴으로써 상기 보정신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제24항에 있어서, 상기 오차 보정부는,

상기 위치 검출 결과에 기반하여, 제1 픽셀에 대응하는 제2 칼라의 평균 신호 및 제3 칼라의 평균 신호를 산출하고, 제2 픽셀에 대응하는 제1 칼라의 평균 신호 및 제3 칼라의 평균 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제25항에 있어서, 상기 오차 보정부는,

상기 제1 픽셀에 대응하는 보정신호가 제1 레벨인 경우, 상기 제1 픽셀로부터의 보간 처리된 칼라 신호와 상기 제1 픽셀에 대응하는 평균 신호를 서로 합산하고,

상기 제1 픽셀에 대응하는 보정신호가 제2 레벨인 경우, 상기 제1 픽셀로부터의 칼라 신호에서 상기 제1 픽셀에 대응하는 평균 신호를 감산하는 것을 특징으 로 하는 고체 촬상 장치.
칼라를 센싱하기 위한 픽셀 어레이를 구비하는 고체 촬상 장치의 픽셀들을 배열하는 방법에 있어서,

상기 픽셀들은 적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀들로 이루어지며, 어레이의 수직 방향으로 배치되는 제1 픽셀열에는 동일한 제1 칼라를 센싱하는 픽셀들이 배치되고, 어레이의 수직방향으로 배치되는 제2 픽셀열에는 제2 칼라를 센싱하는 픽셀과 제3 칼라를 센싱하는 픽셀이 교대로 배치되며, 상기 제1 픽셀열과 상기 제2 픽셀열은 어레이의 수평 방향으로 서로 인접하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 픽셀 배열 방법.
제27항에 있어서,

상기 제1 칼라는 녹색(Green) 칼라이며, 상기 제2 칼라는 황색(Yellow) 칼라이고, 상기 제3 칼라는 사이언(Cyan) 칼라인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 픽셀 배열 방법.
고체 촬상 장치의 신호 처리 방법에 있어서,

황색(Yellow) 칼라신호, 사이언(Cyan) 칼라신호, 상기 사이언(Cyan) 칼라신호에 수평방향으로 인접하는 제1 녹색(Green) 칼라신호 및 상기 황색(Yellow) 칼라신호에 수평방향으로 인접하는 제2 녹색(Green) 칼라신호가 픽셀 어레이로부터 출 력되는 단계;

상기 신호들 내에 포함되는 크로스 토크(Crosstalk) 성분을 감소시키기 위하여 상기 칼라신호를 선택적으로 연산하는 단계; 및

상기 크로스 토크 성분이 감소된 칼라 신호에 대해 보정 처리를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.
제29항에 있어서, 상기 칼라신호를 선택적으로 연산하는 단계는,

상기 황색(Yellow) 칼라신호와 상기 제1 녹색(Green) 칼라신호를 서로 연산하는 제1 과정과, 상기 사이언(Cyan) 칼라신호와 상기 제2 녹색(Green) 칼라신호를 서로 연산하는 제2 과정 및 상기 제1 녹색(Green) 칼라신호와 상기 제2 녹색(Green) 칼라신호를 서로 연산하는 제3 과정들 중 적어도 하나의 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.
제30항에 있어서,

상기 제1 과정은, 상기 황색(Yellow) 칼라신호에서 상기 제1 녹색(Green) 칼라신호를 감산하는 과정이고,

상기 제2 과정은, 상기 사이언(Cyan) 칼라신호에서 상기 제2 녹색(Green) 칼라신호를 감산하는 과정이며,

상기 제3 과정은, 상기 제1 녹색(Green) 칼라신호와 상기 제2 녹색(Green) 칼라신호의 평균을 구하는 과정인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.
제29항에 있어서,

상기 픽셀 어레이로부터 출력되는 칼라 신호에 대해 보간 동작을 수행하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.
제32항에 있어서,

상기 보간 처리된 칼라 신호를 이용하여 휘도를 산출하는 단계를 더 구비하며,

상기 휘도 산출 단계는,

상기 보간 처리된 칼라 신호 각각에 대하여 소정의 계수를 승산하는 단계;

상기 승산 처리된 칼라 신호를 입력받아 이들에 대해 가산 연산을 수행하는 단계; 및

상기 가산 연산에 의해 산출된 휘도 신호에 대해서 게인(gain)을 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.
고체 촬상 장치의 신호 처리 방법에 있어서,

하나 이상의 칼라를 센싱하는 픽셀 어레이로부터 칼라 신호가 출력되는 단계;

상기 출력된 칼라 신호에 대해 보간 동작을 수행하는 단계;

상기 보간 처리된 칼라 신호에 대해서, 동일한 칼라의 신호를 서로 연산함에 기반하여 위색신호를 포함하는 픽셀들의 위치를 검출하고 이에 따른 검출 신호를 발생하는 단계;

상기 검출 신호의 일부 레벨을 변동함으로써 보정신호를 발생하는 단계; 및

상기 보정 신호에 기반하여 상기 보간 처리된 칼라 신호에 대해 가산 연산 및/또는 감산 연산을 수행함으로써 상기 위색신호를 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.
제34항에 있어서,

상기 픽셀 어레이는, 적어도 황색(Yellow) 칼라, 녹색(Green) 칼라 및 사이언(Cyan) 칼라를 센싱하는 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.
제34항에 있어서,

상기 픽셀 어레이는, 수평 방향으로 제1 칼라를 센싱하는 제1 픽셀과 제2 칼라를 센싱하는 제2 픽셀이 교대로 배치되며,

상기 검출 신호를 발생하는 단계는,

제1 칼라 신호들을 서로 감산 연산하여 제1 신호를 발생하는 단계;

제2 칼라 신호들을 서로 감산 연산하여 제2 신호를 발생하는 단계;

상기 제1 신호 및 제2 신호를 서로 합산하여 제3 신호를 발생하는 단계; 및

상기 제3 신호를 상기 어레이의 왼쪽 방향 또는 오른쪽 방향으로 쉬프트(sfift)시켜 상기 검출 신호를 발생하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.
제36항에 있어서, 상기 위색신호를 제거하는 단계는,

상기 검출된 위치 근방의 픽셀들을 이용하여 평균 칼라 신호를 산출하는 단계; 및

상기 보정신호에 기반하여, 상기 보간 처리된 칼라 신호와 상기 평균 칼라 신호를 서로 합산하거나 감산하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 신호 처리 방법.