KR20130090599A - 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서 - Google Patents

복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 적외선 통과 필터와 적외선 차단 필터를 포함하는 복합 필터 어레이; 상기 복합 필터 어레이를 통과한 빛이 입사되어 이미지 데이터를 생성하는 픽셀 어레이; 상기 픽셀 어레이로부터 상기 이미지 데이터를 수신하여 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지 중 적어도 어느 하나를 생성하는 연산부;를 포함하되, 상기 복합 필터 어레이는, 상기 적외선 통과 필터와 상기 적외선 차단 필터가 상기 픽셀 어레이에 상응하여 반복적으로 균일하게 배열되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.가 제공된다. 본 발명에 따른 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서는 여러 종류의 빛들을 포함하는 복합적인 광원이 존재하는 공간에서 특정 주파수의 광원 이미지를 효과적으로 식별한다는 효과가 있다.

Description

복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서{A complex filter array, and an image sensor using thereof}
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합 필터 어레이를 이용하여 적외선 광원과 복합 광원을 식별하고 실시간으로 적외선 광원 이미지를 추출하기 위한 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서에 관한 것이다.
텔레비전, PC 모니터, DVD 플레이어, Set-Top box 등 많은 전자장치는 원격 컨트롤러에 의해 구동되고 있다. 이러한 원격 컨트롤러는 단순한 키 입력에 의해 채널을 선택하거나 볼륨을 제어하는 등의 고전적 방식의 단순 제어기능으로부터 벗어나, 화면 상에 자유롭게 커서를 이동하고 또한 특정 지점을 지정하여 그 지점을 기준으로 선택 혹은 비선택 또는 그 지점에서의 추가로 서브 메뉴를 열어서 필요한 기능을 선택한다거나 하는 등의 마치 일반 컴퓨터의 마우스처럼 사용할 수 있게끔 하는 원격 포인팅 기술이 개발되고 있다. 화면상에 뿌려진 모든 문자나 그림정보가 하나의 메뉴가 되어 그 부분을 찍으면(Pointing) 이미 약속된 해당 기능을 바로 수행하는, 즉, 다이렉트 명령체계로 발전하고 있다.
최근 원격 포인팅 분야에서는 IR(InfraRed; 적외선) 광원(light)의 움직임을 추적하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. IR 광원을 이용하는 경우 기존의 원격 포인팅 장치와 비교하여 저렴하고 세련된 디자인의 제품을 제조하는 것이 가능하나, 다른 주파수의 광원에 의한 간섭이나 광원 식별의 오류 등의 문제가 있어 제품 개발에 어려움을 겪고 있다. 특히, 태양광은 적외선, 가시광선 등 여러 종류의 빛을 방출하는 복합 광원으로 일반 가정과 같이 태양광이 존재하는 공개된 장소에서 적외선 광원을 식별하는 것은 적외선 광원을 이용하는 원격 포인팅 기술 분야에서 넘어야 할 큰 장벽이다.
본 발명의 목적은 여러 종류의 빛들을 포함하는 복합적인 광원이 존재하는 공간에서 특정 주파수의 광원 이미지를 효과적으로 식별하기 위한 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서를 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 적외선과 가시광선을 포함하는 복합 광원과 적외선 광원이 존재하는 공간에서 복합 광원의 이미지와 적외선 광원 이미지, 가시광선 이미지를 정확하게 추출하는 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 빛이 입사되는 방향에 서로 다른 특성을 갖는 2개 이상의 필터가 조합된 하나의 필터 어레이를 배치함으로써, 하나의 원본 이미지에 대응하는 적외선 차단 이미지와 적외선 통과 이미지를 동시에 생성하고 이를 이용하여 실시간으로 적외선 광원 이미지를 추출하는 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 적어도 어느 두 레이어가 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 통과 필터가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이미지 센서의 픽셀 어레이에 입사되는 빚 중 적외선을 통과시키는 복수 개의 적외선 통과 필터와 적외선을 차단시키는 복수 개의 적외선 차단 필터가 상기 픽셀 에레이의 픽셀에 상응하여 배열되어 반복적으로 균일하게 있는 것을 특징으로 하는 복합 필터 어레이가 제공된다.
여기서, 상기 적외선 통과 필터는, 상기 적외선 통과 필터는, 적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 적어도 어느 두 레이어가 적층되어 형성되며, 상기 적외선 통과 필터는, 적외선과 가시광선을 모두 통과시킨다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 렌즈와 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서, 상기 렌즈와 상기 픽셀 어레이 사이에 배치되며, 상기 픽셀 어레이로 입사되는 빛 중 적외선을 통과시키는 적외선 통과 필터와 상기 픽셀 어레이로 입사되는 빛 중 적외선을 차단시키는 적외선 차단 필터가 상기 픽셀 어레이의 픽셀에 상응하여 반복적으로 균일하게 배열되는 복합 필터 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서가 제공된다.
여기서, 상기 적외선 통과 필터는, 적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 적어도 어느 두 레이어가 적층되어 형성되고, 상기 적외선 통과 필터는, 적외선과 가시광선을 모두 통과시킨다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 적외선 통과 필터와 적외선 차단 필터를 포함하는 복합 필터 어레이; 상기 복합 필터 어레이를 통과한 빛이 입사되어 이미지 데이터를 생성하는 픽셀 어레이; 상기 픽셀 어레이로부터 상기 이미지 데이터를 수신하여 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지 중 적어도 어느 하나를 생성하는 연산부;를 포함하되, 상기 복합 필터 어레이는, 상기 적외선 통과 필터와 상기 적외선 차단 필터가 상기 픽셀 어레이에 상응하여 반복적으로 균일하게 배열되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서가 제공된다.
여기서, 상기 연산부는, 상기 픽셀 어레이 내 상기 적외선 통과 필터에 대응되는 픽셀들에서 전달되는 데이터 값을 이용하여 상기 적외선 통과 이미지를 생성하고, 상기 픽셀 어레이 내 상기 적외선 차단 필터에 대응되는 픽셀들에서 전달되는 데이터 값을 이용하여 상기 적외선 차단 이미지를 생성한다.
또한, 상기 적외선 통과 필터는, 상기 픽셀 어레이로 입사되는 상기 픽셀 어레이로 입사되는 적외선과 가시광선을 모두 통과시키고, 상기 적외선 통과 필터는, 적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 적어도 어느 두 레이어가 적층되어 형성된다.
또한, 상기 연산부는, 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지 중 적어도 어느 하나를 이진화한다.
이 때, 상기 연산부는, 상기 적외선 통과 이미지와 상기 적외선 차단 이미지를 생성하는 경우 상기 적외선 통과 이미지에 상응하는 픽셀과 상기 적외선 차단 이미지에 상응하는 픽셀의 데이터값 간에 뺄셈 연산을 수행하여 적외선 광원 이미지를 추출한다.
또는, 상기 연산부는, 상기 적외선 통과 이미지와 상기 적외선 차단 이미지를 생성하는 경우 상기 적외선 통과 이미지에 상응하는 픽셀과 상기 적외선 차단 이미지에 상응하는 픽셀의 데이터값 간에 뺄셈 연산을 수행하여 가시광선 이미지를 추출한다.
또는, 상기 연산부는, 상기 적외선 통과 이미지와 상기 적외선 차단 이미지를 생성하는 경우 상기 적외선 통과 이미지에 상응하는 픽셀과 상기 적외선 차단 이미지에 상응하는 픽셀의 데이터 값 간에 AND 연산을 수행하여 복합 광원 이미지를 추출한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 픽셀로 구성된 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서, 적외선을 포함하는 빛이 상기 픽셀 어레이에 입사되어 형성된 데이터 값으로 구성된 적외선 통과 이미지와 적외선을 차단한 빛이 상기 픽셀 어레이에 입사되어 형성된 데이터 값으로 구성된 적외선 차단 이미지를 생성하고, 상기 적외선 통과 이미지에 상응하는 상기 픽셀과 상기 적외선 차단 이미지에 상응하는 상기 픽셀의 데이터값 간에 뺄셈 연산을 수행하여 적외선 광원 이미지 또는 가시광선 이미지를 검출하거나 AND 연산을 수행하여 복합 광원 이미지를 검출하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서가 제공된다.
본 발명에 따른 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서는 여러 종류의 빛들을 포함하는 복합적인 광원이 존재하는 공간에서 특정 주파수의 광원 이미지를 효과적으로 식별한다는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서는 적외선과 가시광선을 포함하는 복합 광원과 적외선 광원이 존재하는 공간에서 복합 광원의 이미지와 적외선 광원 이미지, 가시광선 이미지를 정확하게 추출하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합 필터 어레이 및 이를 이용한 이미지 센서는 빛이 입사되는 방향에 서로 다른 특성을 갖는 2개 이상의 필터가 조합된 하나의 필터 어레이를 배치함으로써, 하나의 원본 이미지에 대응하는 적외선 차단 이미지와 적외선 통과 이미지를 동시에 생성하고 이를 이용하여 실시간으로 적외선 광원 이미지를 추출하는 효과가 있다.
도 1은 파장의 길이(또는 주파수의 크기)에 따른 전파의 종류를 나타내는 그림.
도 2는 빛의 파장에 따른 반도체 이미지 센서의 상대적인 감도를 나타내는 그래프.
도 3은 빛의 주파수에 따른 태양광의 에너지 밀도의 분포를 나타내는 그래프.
도 4는 일반적인 공간에서 존재하는 여러 가지 광원을 보여주기 위한 예시도.
도 5는 이미지 센서가 도 4에서 이미지 센서로 입사되는 빛 중에서 적외선만을 감지하여 생성한 이미지.
도 6는 이미지 센서가 도 4에서 이미지 센서로 입사되는 빛 중에서 가시광선만을 감지하여 생성한 이미지.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 이미지 센서가 적외선 광원 이미지를 추출하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 이미지 센서가 복합 광원 이미지를 추출하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 적외선 광원 이미지의 추출이 가능한 이미지 센서를 나타내는 구성도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 행 단위로 서로 다른 특성의 필터가 배열되는 복합 필터 어레이를 나타내는 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 이미지 센서가 도 10의 복합 필터 어레이를 이용하여 생성한 이미지 데이터의 구성을 나타내기 위한 예시도.
도 12는 이미지 센서가 도 11의 이미지 데이터를 이용하여 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지를 생성하는 방법을 나타내기 위한 예시도.
도 13과 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 필터 어레이의 다른 예들을 보여주는 예시도.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라 칼라 필터와 적외선 통과 필터, 적외선 차단 필터를 혼합하여 형성된 복합 필터 어레이를 설명하기 위한 예시도.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 이미지 센서의 연산부가 복합 필터 어레이를 이용하여 생성한 이미지 데이터로부터 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지가 생성되는 것을 보여주는 예시도.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따라 연산부가 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지를 이용하여 적외선에 의한 이미지와 복합 광선에 의한 이미지를 도출하는 것을 설명하기 위한 예시도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용하여 적외선 광원을 식별하는 원리를 설명하기 위한 그림이다. 도 1은 파장의 길이(또는 주파수의 크기)에 따른 전파의 종류를 나타내는 그림이고, 도 2는 빛의 파장에 따른 반도체 이미지 센서의 상대적인 감도를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 3은 빛의 주파수에 따른 태양광의 에너지 밀도의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 전파는 파장의 길이(또는 주파수의 크기)에 따라 감마선, x-선, 자외선, 가시광선, 적외선 등으로 구분된다. 이 때, 인간의 눈으로 인식이 가능한 가시광선은 400 nm ~ 700 nm의 파장을 가지며, 적외선은 800 nm ~ 10 um의 파장을 갖는다. 그리고, 도 2를 참조하면, 이미지 센서가 감지할 수 있는 전파는 대략 300 nm ~ 1,200 nm(1.2 um) 의 파장을 갖는다. 즉, 이미지 센서는 가시광선과 적외선 중 일부를 감지하는 것이다. 물론, 도 2의 그래프에서 이미지 센서가 300 nm ~ 400 nm의 파장의 자외선 영역에서도 감도를 가지나, 자외선 영역 중 이미지 센서가 감지하는 파장의 범위는 극히 일부이며, 더욱이, 이미지 센서의 자외선에 대한 감도는 대단히 낮아서 실제 자외선까지 감지하는 것은 대단히 어렵다.
적외선과 가시광선이 혼합되어 있는 복합적인 광원과 특정 주파수의 광원이 함께 존재하는 경우, 종래의 영상 시스템에서는 특정 주파수의 광원을 식별하는 것이 어려웠다. 예를 들어, 일반적인 공간 상에서 가장 문제가 되는 요소는 태양광이다. 태양광은 자외선, 가시광선 및 적외선을 모두 포함하는 복합적인 광원으로 태양광이 존재하는 일반적인 공간 상에서 적외선 광원을 식별하는 것은 큰 문제였다. 이미지 센서가 적외선만을 감지해도 태양광 이미지가 검출되고 이미지 센서가 가시광선만을 감지해도 태양광 이미지가 검출되기 때문에, 원격 포인팅과 같이 특정 주파수의 광원(적외선 광원)을 추적해야 하는 시스템에서 추적해야 하는 광원과 태양광을 혼동하여 오류가 빈번하게 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 태양광과 적외선 광원을 직접 구분하지 못하고 광원의 크기, 광원과의 거리 등의 부가적인 요소들을 이용하여 광원을 구분하는 방향으로 연구개발이 이루어졌으나 현재까지 실효성 있는 결과가 도출되지 못하였다.
본 발명은 종래의 기술과는 달리 이미지 센서가 획득한 영상으로부터 직접 적외선 광원을 추출하는 것이 가능하다.
도 4는 일반적인 공간에서 존재하는 여러 가지 광원을 보여주기 위한 예시도이다.
도 4을 참조하면, 공간 상에 태양광(410)과 임의의 물체(430), 그리고 적외선 광원(420)이 있고 이미지 센서를 이용하여 적외선 광원(420)을 검출한다고 가정하였다. 여기서, 태양광(410)은 가시광선과 적외선을 포함하는 복합 광원이고, 임의의 물체(430)는 가시광선만을 반사하며, 적외선 광원(420)은 적외선만을 방출한다.
우선, 본 발명에 따른 이미지 센서는 가시광선만을 감지한 이미지와 적외선만을 감지한 이미지를 생성한다. 도 4와 같이 가시광선과 적외선에 의해 나타나는 이미지를 원본 이미지라 할 경우, 가시광선만을 감지한 이미지와 적외선만을 감지한 이미지는 하나의 원본 이미지에 대응하는 2개의 이미지이다. 이미지 센서가 가시광선만 감지하는 경우 태양광(410)과 임의의 물체(430)를 포함하는 이미지가 생성되고, 이미지 센서가 적외선만 감지하는 경우 태양광(410)과 적외선 광원(420)을 포함하는 이미지가 생성된다.
도 5는 이미지 센서가 도 4에서 이미지 센서로 입사되는 빛 중에서 적외선만을 감지하여 생성한 이미지이며, 도 6는 이미지 센서가 도 4에서 이미지 센서로 입사되는 빛 중에서 가시광선만을 감지하여 생성한 이미지이다. 본 발명에 따른 이미지 센서는 기본적으로 도 5의 이미지와 도 6의 이미지를 이용하여 복합 광원(태양광 등) 이미지 및 적외선 광원 이미지를 추출한다. 설명의 편의상 도 5의 이미지를 이미지 A, 도 6의 이미지를 이미지 B라고 칭한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 이미지 센서가 적외선 광원 이미지를 추출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 이미지 센서는 도 5의 이미지 A(710)와 도 6의 이미지 B(720) 간에 뺄셈 연산을 실행한다. 이미지 A(710)의 각 픽셀의 데이터 값과 이미지 B(720)의 각 픽셀의 데이터 값 간에 뺄셈을 실행하는 것이다. 이 때, 각 이미지 픽셀의 데이터 값은 빛의 밝기 값이며, 본 발명에서는 뺄셈 연산된 값이 0보다 작을 경우 해당 값은 모두 0으로 처리한다.
이미지 센서에 의해 생성되는 이미지는 입사되는 빛의 종류에 따라 크게 3가지 영역으로 구분될 수 있다. 태양광 이미지와 같이 적외선과 가시광선이 모두 입사되는 영역, 적외선 광원과 같이 적외선만 입사되는 영역, 그리고 임의의 물체와 같이 가시광선만 반사되어 입사되는 영역으로 구분된다.
이미지 센서가 이미지 A(710)에서 이미지 B(720)를 빼는 연산을 수행하면, 적외선과 가시광선이 모두 입사되는 영역은 이미지 A(710)와 이미지 B(720)에 모두 존재하므로 뺄셈 연산을 통해 상쇄되어 밝기 값은 모두 0으로 된다. 이미지 A(710)와 이미지 B(720)에 모두 존재하는 영역은 태양광 이미지 영역이다. 그리고, 적외선에 의한 이미지는 이미지 A(710)에만 존재하므로 뺄셈 연산 후에도 그 값을 그대로 유지하고, 가시광선에 의한 이미지는 이미지 B(720)에만 존재하므로 뺄셈 연산 결과 음수의 값이 된다. 본 발명의 경우, 연산 결과 값이 음수로 될 경우 모두 0으로 처리하기 때문에 가시광선에 의한 이미지의 밝기 값도 모두 0이 된다. 따라서, 이미지 A(710)에서 이미지 B(720)를 뺄셈 연산한 결과, 적외선과 가시광선에 의한 이미지와 가시광선에 의한 이미지는 모두 없어지고 적외선에 의한 이미지만 남게 된다.
[표 1]은 이미지 센서가 이미지 A(710)와 이미지 B(720) 간에 뺄셈 연산한 결과와 최종 결과 값을 보여주는 표이다.
구분 태양광 이미지 영역
(적외선 + 가시광선) 		적외선 광원 이미지 영역 (적외선) 임의의 물체의 이미지 영역 (가시광선)
이미지 A <태양광 이미지의 밝기 값> <적외선 광원 이미지의 밝기 값> 0
이미지 B <태양광 이미지의 밝기 값> 0 <물체 이미지의 밝기 값>
이미지 A - 이미지 B <태양광 이미지의 밝기 값> - <태양광 이미지의 밝기 값> <적외선 광원 이미지의 밝기 값> - 0 0 - <물체 이미지의 밝기 값>
뺄셈 연산 결과 0 <적외선 광원 이미지의 밝기 값> - <물체 이미지의 밝기 값>
최종 결과 값 0 <적외선 광원 이미지의 밝기 값> 0 (음수값은 0으로 처리)
반대로, 이미지 센서가 이미지 B(720)의 각 픽셀의 데이터 값에서 이미지 A(710)의 각 픽셀의 데이터 값을 빼는 경우 가시광선에 의한 이미지만 남게 된다. [표 2]는 이미지 센서가 이미지 A(710)와 이미지 B(720) 간에 뺄셈 연산한 결과와 최종 결과 값을 보여주는 표이다.
구분 태양광 이미지 영역
(적외선 + 가시광선) 		적외선 광원 이미지 영역 (적외선) 임의의 물체의 이미지 영역 (가시광선)
이미지 A <태양광 이미지의 밝기 값> 0 <물체 이미지의 밝기 값>
이미지 B <태양광 이미지의 밝기 값> <적외선 광원 이미지의 밝기 값> 0
이미지 B - 이미지 A <태양광 이미지의 밝기 값> - <태양광 이미지의 밝기 값> 0 - <적외선 광원 이미지의 밝기 값> <물체 이미지의 밝기 값> - 0
뺄셈 연산 결과 0 - <적외선 광원 이미지의 밝기 값> <물체 이미지의 밝기 값>
최종 결과 값 0 0 (음수값은 0으로 처리) <물체 이미지의 밝기 값>
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 이미지 센서가 복합 광원 이미지를 추출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 센서는 복합 광원 이미지를 추출하기 위해 이미지 A와 이미지 B에 대해 AND 연산을 수행한다. 여기서, AND 연산은 연산되는 두 값이 동일한 값일 때 해당 값을 가지며, 연산되는 두 값이 서로 다른 값일 때에는 0으로 처리되는 것을 말한다.
[표 3]는 이미지 센서가 이미지 A(710)와 이미지 B(720)에 대해 AND 연산을 수행한 결과와 최종 결과 값을 나타내는 표이다.
구분 태양광 이미지 영역
(적외선 + 가시광선) 		적외선 광원 이미지 영역 (적외선) 임의의 물체의 이미지 영역 (가시광선)
이미지 A <태양광 이미지의 밝기 값> <적외선 광원 이미지의 밝기 값> 0
이미지 B <태양광 이미지의 밝기 값> 0 <물체 이미지의 밝기 값>
이미지 A & 이미지 B <태양광 이미지의 밝기 값> & <태양광 이미지의 밝기 값> <적외선 광원 이미지의 밝기 값> & 0 0 & <물체 이미지의 밝기 값>
& 연산 결과 <태양광 이미지의 밝기 값> 0 0
최종 결과 값 <태양광 이미지의 밝기 값> 0 0
이미지 센서가 이미지 A(710)와 이미지 B(720)에 대해 AND 연산을 수행하면, 적외선과 가시광선이 모두 입사되는 영역은 이미지 A(710)와 이미지 B(720)에 모두 존재하므로 AND 연산을 통해 그 값을 그대로 유지한다. 그리고, 적외선에 의한 이미지는 이미지 A(710)에만 존재하고 가시광선에 의한 이미지는 이미지 B(720)에만 존재하므로, 즉, 이미지 A(710)와 이미지 B(720)는 해당 영역에서 서로 다른 값을 가지므로 이미지 A(710)와 이미지 B(720)를 AND 연산하면, 적외선에 의한 이미지와 가시광선에 의한 이미지는 모두 0으로 처리된다. 따라서, 이미지 센서가 이미지 A(710)와 이미지 B(720)에 대해 AND 연산을 하면, 적외선에 의한 이미지와 가시광선에 의한 이미지는 모두 제거되고 태양광과 같이 적외선과 가시광선을 모두 포함하는 복합 광원에 대한 이미지만 남게 된다.
상술한 뺄셈 연산이나 AND 연산이 가능한 이유는 이미지 A(710)에서 태양광 이미지의 밝기 값과 이미지 B(720)에서 태양광 이미지의 밝기 값이 동일 또는 매우 근사한 값을 갖기 때문이다. 즉, 가시광선에 의한 태양광 이미지의 밝기 값과 적외선에 의한 태양광 이미지의 밝기 값이 충분히 근사한 값을 갖는다는 것이다.
다시 도 2를 참조하면, 이미지 센서는 가시광선과 적외선 중 일부를 감지하며, 가시광선보다는 적외선에 대한 감도가 뛰어나다. 특히, 가시광선을 조금 벗어나는 약 900 nm 파장에 대한 감도가 가장 뛰어나며, 900 nm 파장에 대한 감도는 500 nm 파장에 대한 감도의 대략 2배에 달한다. 반면에, 도 3을 참조하면, 태양광은 자외선, 가시광선 및 적외선을 모두 포함하고 있으나, 가시광선에 대한 에너지 밀도가 가장 높고 가시광선을 벗어나는 자외선 또는 적외선 영역으로 들어갈수록 에너지 밀도는 크게 낮아지는 것을 알 수 있다. 특히, 적외선의 경우 0.5 um(500 nm)의 파장에서 에너지 밀도는 최고에 달하며, 이미지 센서의 감도가 가장 뛰어난 0.9 um(900 nm)의 파장에서 에너지 밀도는 0.5 um(500 nm) 파장에서 에너지 밀도와 비교하여 약 1/2 정도 낮아졌다.
이미지 센서의 각 픽셀에서 밝기 값은 해당 픽셀에서 감지되는 광량에 의해 결정되는데, 태양광과 같이 가시광선과 적외선 간에 에너지 밀도가 차이가 있으면 당연히 가시광선에 의한 광량과 적외선에 의한 광량에 차이가 발생하고, 이에 따라 가시광선에 의한 밝기 값과 적외선에 의한 밝기 값도 차이가 발생하기 마련이다. 그러나, 태양광에서 가시광선에 대한 에너지 밀도는 높지만 이미지 센서의 가시광선에 대한 감도는 낮고 태양광에서 적외선에 대한 에너지 밀도는 가시광선과 비교하여 상대적으로 낮지만 이미지 센서의 적외선에 대한 감도는 높기 때문에, 이미지 센서에 의해 감지되는 가시광선의 광량과 적외선의 광량이 결과적으로 동일 또는 매우 근접한 값을 갖는다. 따라서, 가시광선에 의해 생성된 태양광 이미지와 적외선에 의해 생성된 태양광 이미지가 동일 또는 근사한 밝기 값으로 구성되는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 적외선 광원 이미지의 추출이 가능한 이미지 센서를 나타내는 구성도이다. 또한, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 행 단위로 서로 다른 특성의 필터가 배열되는 복합 필터 어레이를 나타내는 예시도이다.
도 9을 참조하면, 이미지 센서(900)는 렌즈(910), 복합 필터 어레이(920), 픽셀 어레이(930) 및 연산부(940)를 포함한다. 외부에서 입사되는 빛은 렌즈(910)와 복합 필터 어레이(920)를 통과하여 픽셀 어레이(930)에 도달한다. 픽셀 어레이(930)는 입사되는 빛을 감지하여 이에 상응하는 이미지 데이터를 생성하고, 연산부(940)는 픽셀 어레이(930)에서 생성된 이미지 데이터를 이용하여 공간 상의 복합 광원 이미지 또는 적외선 광원 이미지를 추출한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 필터 어레이(920)는 렌즈(910)를 통해 입사되는 빛에서 적외선을 차단시키는 적외선 차단 필터와 렌즈(910)를 통해 입사되는 빛에서 적외선을 통과시키는 적외선 통과 필터를 포함한다. 이 때, 적외선 차단 필터와 적외선 통과 필터는 일정한 크기를 가지면, 복합 필터 어레이(920)에는 복수 개의 적외선 차단 필터와 복수 개의 적외선 통과 필터가 배치되어 있다. 적외선 차단 필터와 적외선 통과 필터는 픽셀 어레이(930)의 각 픽셀에 대응하여 배열되거나 복수 개의 픽셀들에 대응하여 배열되는 것이 가능하다. 복합 필터 어레이(920)가 적외선 차단 필터와 적외선 통과 필터를 함께 포함하는 것은 하나의 필터 어레이를 이용하여 생성된 일련의 이미지 데이터로부터 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지를 생성하기 위한 것이다. 즉, 하나의 이미지 센서(900)에서 필터를 교환하지 않고도 서로 다른 특성을 갖는 2개의 이미지를 생성하기 위한 것으로, 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지를 동시에 생성하기 때문에 실시간으로 원하는 광원을 추적하는 것이 가능하다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 픽셀 어레이 내 픽셀의 수를 충분히 크게 하고 픽셀 어레이의 각 픽셀에 대응하여 적외선 차단 필터와 적외선 통과 필터를 균일하게 반복하여 배열하여야 한다. 예를 들어, 다시 도 10을 참조하면, 복합 필터 어레이(920) 내 적외선 차단 필터와 적외선 통과 필터가 행 단위로 반복하여 배열되어 있다. 적외선 통과 필터가 각 홀수 행에 배열되어 있으며 적외선 차단 필터가 각 짝수 행마다 배열되어 있다. 도 10과는 다르게 적외선 통과 필터가 각 짝수 행에 배열되고 적외선 차단 필터가 각 홀수 행에 배열되는 것도 당연히 가능하다.
여기서, 적외선 통과 필터는 적외선만을 통과시킬 수 있는 단일한 물질로 구성되거나 여러 개의 광 필터 레이어(optical filter layer)를 결합하여 제작할 수 있다. 특히, 여러 개의 광 필터 레이어를 결합하는 경우 통과시키는 빛의 주파수 영역이 적외선 주파수 영역에서 중복되도록 적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 2가지 또는 3가지 필터를 선택하여 결합하여 적외선 통과 필터를 제작하는 것이 가능하다. 예를 들어, 적외선과 적색 가시광선 통과 레이어와 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어를 결합하는 것이 바람직하다. 적외선과 적색 가시광선 통과 레이어는 적색 가시광선과 적외선을 통과시키는 광필터이고, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어는 청색 가시광선과 적외선을 통과시키는 광필터이며, 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어는 녹색 가시광선과 적외선을 통과시키는 광필터이다.
도 11은 본 발명에 따른 이미지 센서가 도 10의 복합 필터 어레이를 이용하여 생성한 이미지 데이터의 구성을 나타내기 위한 예시도이다. 또한, 도 12는 이미지 센서가 도 11의 이미지 데이터를 이용하여 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지를 생성하는 방법을 나타내기 위한 예시도이다.
도 11을 참조하면, 복합 필터 어레이(920)를 구비한 이미지 센서(900)의 픽셀 어레이(930)가 생성한 이미지 데이터는 적외선 통과 필터에 대응되는 픽셀에서 생성된 적외선 통과 픽셀과 적외선 차단 필터에 대응되는 픽셀에서 생성된 적외선 차단 픽셀이 행 단위로 반복하여 형성된다. 또한, 도 12를 참조하면, 이미지 센서(900)의 연산부(940)는 이미지 데이터에서 각 홀수 행에 배열되어 있는 적외선 통과 픽셀들을 추출하여 적외선 통과 이미지를 생성하고 각 짝수 행에 배열되어 있는 적외선 차단 픽셀들을 추출하여 적외선 차단 이미지를 생성한다.
연산부(940)에 의해 생성된 두 이미지는 행의 수가 픽셀 어레이(930)의 행의 수와 비교하여 1/2로 줄어드나, 픽셀 어레이(920)의 수가 충분히 크다면 이미지를 행의 수가 1/2로 줄어들더라도 양질의 이미지를 뽑아내는 것이 가능하다. 또는 이미지를 연산 처리한 후 이미지 확대 등을 통해 해당 이미지의 해상도를 조정할 수도 있다.
연산부(940)는 적외선 차단 이미지와 적외선 통과 이미지를 이용하여 복합 광원 이미지 또는 적외선 광원 이미지, 가시광선 이미지를 추출하는데, 이는 도 4 내지 도 8을 이용하여 설명한 바와 같다.
또한, 연산부(940)는 적외선 차단 이미지와 적외선 통과 이미지를 연산하기 전, 적외선 차단 이미지와 적외선 통과 이미지를 이진화함으로써 연산의 속도나 효율성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 적외선 차단 이미지와 적외선 통과 이미지 내 각 픽셀의 데이터 값이 특정 값 이상이면 1로 처리하고 특정 값 미만이면 0으로 처리한다. 이 때, 특정 값은 제조사 또는 사용자에 의해 결정될 수 있으며, 적외선 차단 이미지에 대한 특정 값과 적외선 통과 이미지에 대한 특정 값은 다를 수 있다.
복합 필터 어레이(920)에서 적외선 차단 필터와 적외선 통과 필터는 열 방향으로 반복하여 배열되거나 격자 무늬와 같이 픽셀 단위로 반복하여 배열되는 등 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하다. 즉, 픽셀 어레이(930)에서 생성되는 하나의 이미지 데이터로부터 적외선 차단 이미지와 적외선 통과 이미지가 생성되도록 적외선 통과 필터와 적외선 차단 필터가 균일하게 배열되면 된다. 도 13과 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 필터 어레이의 다른 예들을 보여주는 예시도이다.
이 때, 복합 필터 어레이(920)는 렌즈(910)나 픽셀 어레이(930)와는 별도로 구비되는 복합적인 구조체이거나 렌즈(910) 또는 픽셀 어레이(930)와 결합되어 일체형으로 제공될 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 적외선 통과 필터는 적외선만을 통과시키거나 적외선과 가시광선을 모두 함께 통과시킬 수도 있다. 이 경우, 이미지 센서는 가시광선만을 감지한 이미지 대신 가시광선과 적외선을 함께 감지한 이미지를 생성한다. 즉, 이미지 센서는 가시광선과 적외선을 함께 감지한 이미지와 적외선만 감지한 이미지를 생성한다. 이미지 센서가 가시광선과 적외선을 함께 감지하는 경우 태양광(410), 임의의 물체(430) 및 적외선 광원(420)을 포함하는 이미지가 생성된다.
가시광선과 적외선을 함께 감지한 이미지를 이미지 P, 그리고 적외선만 감지한 이미지를 이미지 Q라고 할 때, 두 이미지 간에 뺄셈 연산을 이용하여 적외선에 의한 이미지를 생성하는 방법은 [표 4]에서 각각 보여주는 바와 같다.
구분 태양광 이미지 영역
(적외선 + 가시광선) 		적외선 광원 이미지 영역 (적외선) 임의의 물체의 이미지 영역 (가시광선)
이미지 P <태양광 이미지의 밝기 값> <적외선 광원 이미지의 밝기 값> <물체 이미지의 밝기 값>
이미지 Q <태양광 이미지의 밝기 값> 0 <물체 이미지의 밝기 값>
이미지 P - 이미지 Q <태양광 이미지의 밝기 값> - <태양광 이미지의 밝기 값> <적외선 광원 이미지의 밝기 값> - 0 <물체 이미지의 밝기 값> - <물체 이미지의 밝기 값>
뺄셈 연산 결과 0 <적외선 광원 이미지의 밝기 값> 0
최종 결과 값 0 <적외선 광원 이미지의 밝기 값> 0
도 4 내지 도 8에서는 이미지 센서가 각 픽셀의 밝기 값만을 이용하는 경우에 대해서만 설명하였지만, 칼라 필터와 적외선 통과 필터, 적외선 차단 필터를 혼합하여 복합 필터 어레이를 형성하는 것도 가능하다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라 칼라 필터와 적외선 통과 필터, 적외선 차단 필터를 혼합하여 형성된 복합 필터 어레이를 설명하기 위한 예시도이다. 도 15에서는 복합 필터 어레이(920)가 베이어 패턴(Bayer pattern)을 기반하여 형성되어 있으나 이 외에도 다양한 칼라 패턴을 이용할 수 있다.
도 15를 참조하면, 복합 필터 어레이(920)는 적외선 차단 필터(IR cut filter, 1510, 1520, 1530)와 적외선 통과 필터(IR pass filter, 1540)가 행 단위로 반복하여 배열되어 있다. 각 홀수 행에 배열되어 있는 적외선 차단 필터(1510, 1520, 1530)는 적외선을 차단시키고 가시광선 중 일부만을 통과시키는데, 해당 주파수 영역만을 통과시키는 하나의 필터로 구현되거나 칼라 필터와 적외선 차단 필터의 결합으로 제작될 수 있다. 다시 도 15를 참조하면, 적색 및 적외선 차단 필터(R+IRC filter, 1510), 녹색 및 적외선 차단 필터(G+IRC filter, 1520) 및 청색 및 적외선 차단 필터(B+IRC filter, 1530)가 베이어 패턴에 따라 배열되어 있다. 적색 및 적외선 차단 필터(R+IRC filter, 1510)는 적색 가시광선만을 통과시키고, 녹색 및 적외선 차단 필터(G+IRC filter, 1520)는 녹색 가시광선만을 통과시키며, 청색 및 적외선 차단 필터(B+IRC filter, 1530)는 청색 가시광선만을 통과시킨다. 세 가지 적외선 차단 필터(1510, 1520, 1530)는 모두 적외선을 차단시킨다. 반면에, 적외선 통과 필터(1540)는 적외선을 통과시키며 적색, 녹색 및 청색의 가시광선은 모두 차단시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 이미지 센서의 연산부가 복합 필터 어레이를 이용하여 생성한 이미지 데이터로부터 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지가 생성되는 것을 보여주는 예시도이다. 또한 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따라 연산부가 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지를 이용하여 적외선에 의한 이미지와 복합 광선에 의한 이미지를 도출하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명에 따르면, 복합 필터 어레이(920)가 칼라 필터와 함께 형성되더라도 연산하는 과정은 도 11과 도 12에서 설명한 바와 같으며, 복합 필터 어레이(920)는 도 13 및 도 14에서 설명한 바와 같이 하나의 이미지 데이터로부터 적외선 차단 이미지와 적외선 통과 이미지가 생성되도록 적외선 통과 필터(1540)와 적외선 차단 필터(1510, 1520, 1530)가 균일하게 배열되면 된다. 즉, 적외선 차단 필터(1510, 1520, 1530)와 적외선 통과 필터(1540)가 열 방향으로 반복하여 배열되거나 격자 무늬와 같이 픽셀 단위로 반복하여 배열되는 등 복합 필터 어레이(920)는 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하다.
도 16을 참조하면, 적색 및 적외선 차단 필터(1510)에 대응되는 픽셀에는 적색 가시광선만이 입사되고, 녹색 및 적외선 차단 필터(1520)에 대응되는 픽셀에는 녹색 가시광선만이 입사되며, 청색 및 적외선 차단 필터(1530)에 대응되는 픽셀에는 청색 가시광선만이 입사된다. 또한, 적색 및 적외선 차단 필터(1510), 녹색 및 적외선 차단 필터(1520) 및 청색 및 적외선 차단 필터(1530)에 상응하는 픽셀의 데이터 값을 각각 R(Red), G(Green) 및 B(Blue)로 나타내었다. 그리고 적외선 통과 필터(IR pass filter, 1540)에 상응하는 픽셀의 데이터 값을 IRC로 나타내었다.
픽셀 어레이(930)는 복합 필터 어레이(920)를 통과하여 입사되는 빛에 따라 이미지 데이터를 생성하고, 연산부(940)는 이미지 데이터를 이용하여 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지를 생성한다. 연산부(940)는 픽셀 어레이(930) 내 적외선 통과 필터(1540)에 대응되는 픽셀들에서 전달되는 데이터 값을 이용하여 적외선 통과 이미지를 생성하고, 픽셀 어레이(940) 내 적외선 차단 필터(1510, 1520, 1530)에 대응되는 픽셀들에서 전달되는 데이터 값을 이용하여 적외선 차단 이미지를 생성한다. 이 때 적외선 차단 이미지는 베이어 패턴을 갖는 가시광선에 의한 이미지이다. 또한, 연산부(940)는 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지를 이용하여 적외선에 의한 이미지와 복합 광선에 의한 이미지를 산출한다. 연산부(940)는 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지에 대한 뺄셈 연산을 통해 적외선에 의한 이미지를 추출하고, 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지에 대한 AND 연산을 통해 복합광선에 의한 이미지를 추출한다.
연산부(940)가 적외선에 의한 이미지를 추출하는 경우, 복합 광원에 의한 이미지나 가시광선에 의한 이미지는 제거되고 적외선 광원 이미지만 남게 된다. 반면에 연산부(940)가 복합 광원에 의한 이미지를 추출하는 경우, 가시광선에 의한 이미지와 적외선 광원 이미지는 제거되고 복합 광원에 의한 이미지만 남게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
900 : 이미지 센서
910 : 렌즈
920 : 복합 필터 어레이
930 : 픽셀 어레이
940 : 연산부

Claims (16)

  1. 적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 적어도 어느 두 레이어를 결합하여 형성되는 것
    을 특징으로 하는 적외선 통과 필터.
  2. 이미지 센서의 픽셀 어레이에 입사되는 빚 중 적외선을 통과시키는 복수 개의 적외선 통과 필터와 적외선을 차단시키는 복수 개의 적외선 차단 필터가 상기 픽셀 에레이의 픽셀에 상응하여 배열되어 반복적으로 균일하게 있는 것
    을 특징으로 하는 복합 필터 어레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적외선 통과 필터는,
    적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 적어도 어느 두 레이어를 결합하여 형성되는 것
    을 특징으로 하는 복합 필터 어레이.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 적외선 통과 필터는,
    적외선과 가시광선을 모두 통과시키는 것
    을 특징으로 하는 복합 필터 어레이.
  5. 렌즈와 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서,
    상기 렌즈와 상기 픽셀 어레이 사이에 배치되며, 상기 픽셀 어레이로 입사되는 빛 중 적외선을 통과시키는 적외선 통과 필터와 상기 픽셀 어레이로 입사되는 빛 중 적외선을 차단시키는 적외선 차단 필터가 상기 픽셀 어레이의 픽셀에 상응하여 반복적으로 균일하게 배열되는 복합 필터 어레이를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적외선 통과 필터는,
    적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 적어도 어느 두 레이어를 결합하여 형성되는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 적외선 통과 필터는,
    적외선과 가시광선을 모두 통과시키는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  8. 적외선 통과 필터와 적외선 차단 필터를 포함하는 복합 필터 어레이;
    상기 복합 필터 어레이를 통과한 빛이 입사되어 이미지 데이터를 생성하는 픽셀 어레이;
    상기 픽셀 어레이로부터 상기 이미지 데이터를 수신하여 적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지 중 적어도 어느 하나를 생성하는 연산부;
    를 포함하되,
    상기 복합 필터 어레이는,
    상기 적외선 통과 필터와 상기 적외선 차단 필터가 상기 픽셀 어레이에 상응하여 반복적으로 균일하게 배열되는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 픽셀 어레이 내 상기 적외선 통과 필터에 대응되는 픽셀들에서 전달되는 데이터 값을 이용하여 상기 적외선 통과 이미지를 생성하고,
    상기 픽셀 어레이 내 상기 적외선 차단 필터에 대응되는 픽셀들에서 전달되는 데이터 값을 이용하여 상기 적외선 차단 이미지를 생성하는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 적외선 통과 필터는,
    상기 픽셀 어레이로 입사되는 적외선과 가시광선을 모두 통과시키는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 적외선 통과 필터는,
    적외선과 적색 가시광선 통과 레이어, 적외선과 청색 가시광선 통과 레이어 및 적외선과 녹색 가시광선 통과 레이어 중 적어도 어느 두 레이어를 결합하여 형성되는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    적외선 통과 이미지와 적외선 차단 이미지 중 적어도 어느 하나를 이진화하는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  13. 제 8 항 및 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 적외선 통과 이미지와 상기 적외선 차단 이미지를 생성하는 경우 상기 적외선 통과 이미지에 상응하는 픽셀과 상기 적외선 차단 이미지에 상응하는 픽셀의 데이터값 간에 뺄셈 연산을 수행하여 적외선 광원 이미지를 추출하는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  14. 제 8 항 및 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 적외선 통과 이미지와 상기 적외선 차단 이미지를 생성하는 경우 상기 적외선 통과 이미지에 상응하는 픽셀과 상기 적외선 차단 이미지에 상응하는 픽셀의 데이터값 간에 뺄셈 연산을 수행하여 가시광선 이미지를 추출하는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  15. 제 8 항 및 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 적외선 통과 이미지와 상기 적외선 차단 이미지를 생성하는 경우 상기 적외선 통과 이미지에 상응하는 픽셀과 상기 적외선 차단 이미지에 상응하는 픽셀의 데이터 값 간에 AND 연산을 수행하여 복합 광원 이미지를 추출하는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
  16. 복수의 픽셀로 구성된 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서,적외선을 포함하는 빛이 상기 픽셀 어레이에 입사되어 형성된 데이터 값으로 구성된 적외선 통과 이미지와 적외선을 차단한 빛이 상기 픽셀 어레이에 입사되어 형성된 데이터 값으로 구성된 적외선 차단 이미지를 생성하고,
    상기 적외선 통과 이미지에 상응하는 상기 픽셀과 상기 적외선 차단 이미지에 상응하는 상기 픽셀의 데이터값 간에 뺄셈 연산을 수행하여 적외선 광원 이미지 또는 가시광선 이미지를 검출하거나 AND 연산을 수행하여 복합 광원 이미지를 검출하는 것
    을 특징으로 하는 이미지 센서.
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