KR20140141390A - 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치 - Google Patents

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Abstract

이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치가 개시된다. 본 발명의 예시적 실시예에 따른 이미지 센서는 렌즈 쉐이딩에 기초하여 픽셀 어레이의 가장자리에 위치하는 광 감지소자의 최대 우물 용량이 픽셀 어레이의 중심에 위치하는 광 감지소자의 최대 우물 용량보다 작을 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치의 이미지 신호 프로세서는 렌즈 쉐이딩 또는 상기 광 감지소자의 최대 우물 용량에 따른 영향을 보상할 수 있다.

Description

이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치{Image sensor and imaging device including the same}
본 발명의 기술적 사상은 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치에 관한 것으로서, 자세하게는 렌즈 쉐이딩(lens shading)에 따라 특성이 변경된 광 감지소자를 포함하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치에 관한 것이다.
화상을 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서는 디지털 카메라, 휴대전화용 카메라 및 휴대용 캠코더와 같은 일반 소비자용 전자기기뿐만 아니라, 자동차, 보안장치 및 로봇에 장착되는 카메라에도 사용된다. 이러한 이미지 센서는 픽셀 어레이를 구비할 수 있고, 빛이 모듈 렌즈를 통해서 픽셀 어레이에 입사될 수 있다. 모듈 렌즈는 빛을 굴절시켜 화상이 픽셀 어레이 위에 초점이 맺히도록 하고, 픽셀 어레이는 복수개의 픽셀을 포함할 수 있다. 픽셀 어레이에 포함된 각각의 픽셀은 광 감지 소자를 포함할 수 있고, 광 감지 소자는 흡수하는 빛의 세기에 따라 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 포토다이오드는 빛을 흡수함에 따라 전류를 발생시킬 수 있다.
한편, 모듈 렌즈는 픽셀 어레이 상에 화상의 초점을 맞추기 위하여 곡면으로 형성될 수 있고, 이러한 모듈 렌즈의 곡면으로 인해서 픽셀 어레이의 중심부에 입사하는 빛의 세기보다 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 입사하는 빛의 세기가 상대적으로 약할 수 있다. 이러한 특성을 렌즈 쉐이딩(lens shading)이라고 한다. 이미지 신호 프로세서는 광 감지소자가 빛을 흡수하여 발생시킨 전기적 신호에 기초한 소스 데이터를 이미지 센서로부터 수신하고, 렌즈 쉐이딩을 보상한 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치에 관한 것으로서, 서로 다른 최대 우물 용량을 갖는 광 감지소자들을 포함하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 이미지 센서는 픽셀 어레이의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자; 및 상기 픽셀 어레이의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자;를 포함할 수 있고, 상기 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량(full well capacity)은 상기 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량보다 작을 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 픽셀 어레이의 상기 제1 및 제2 광 감지소자 사이에 위치하는 제3 광 감지소자를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량은 상기 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량 이하일 수 있고, 상기 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량 이상일 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량들은 상기 픽셀 어레이에 빛을 굴절시켜 입사시키는 모듈 렌즈를 통해서 상기 감지소자들 각각에 입사되는 광량에 비례할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량들은 상기 모듈 렌즈의 광량 프로파일에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량들은 상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 위치에 대한 상기 모듈 렌즈의 곡률에 따른 주광선의 입사각도(CRA)에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 이미지 센서는 상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자에 파장에 따라 빛을 선택적으로 입사시키는 복수의 필터들; 및 상기 복수의 필터들 사이에 위치하는 에어 갭 영역을 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 필터들 각각의 굴절률은 상기 에어 갭 영역의 굴절률보다 클 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 제2 광 감지소자의 빛이 흡수되는 면의 크기는 상기 제1 광 감지소자의 빛이 흡수되는 면의 크기보다 작을 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 제1 및 제2 광 감지소자는 포토 다이오드를 포함할 수 있고, 상기 제2 광 감지소자의 NPD(n-type photodiode)의 크기는 상기 제1 광 감지소자의 NPD 크기보다 작을 수 있다.
한편, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치는 픽셀 어레이에 빛을 굴절시켜 입사시키는 모듈 렌즈; 상기 픽셀 어레이의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자 및 상기 픽셀 어레이의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자를 포함하는 이미지 센서; 및 이미지 센서가 출력하는 소스 데이터를 처리하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 신호 프로세서;를 포함할 수 있고, 상기 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량은 상기 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량보다 작을 수 있고, 상기 이미지 신호 프로세서는 상기 제1 및 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량들 차이에 따른 영향을 보상할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 이미지 센서는 상기 픽셀 어레이의 상기 제1 및 제2 광 감지소자 사이에 위치하는 제3 광 감지소자를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량은 상기 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량 이하일 수 있고, 상기 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량 이상일 수 있고, 상기 이미지 신호 프로세서는 상기 제1 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량들 사이의 차이에 따른 영향을 보상할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 이미지 신호 프로세서는 상기 모듈 렌즈를 통해서 상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자 각각에 입사되는 광량에 따른 영향을 더 보상할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 이미지 센서는 상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자에 파장에 따라 빛을 선택적으로 입사시키는 복수의 필터들; 및 상기 복수의 필터들 사이에 위치하는 에어 갭 영역을 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 필터들 각각의 굴절률은 상기 에어 갭 영역의 굴절률보다 클 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 제1 및 제2 광 감지소자는 포토 다이오드를 포함할 수 있고, 상기 제2 광 감지소자의 NPD(n-type photodiode)의 크기는 상기 제1 광 감지소자의 NPD의 크기보다 작을 수 있고, 상기 이미지 신호 프로세서는 상기 제1 및 제2 광 감지소자의 NPD의 크기들 차이에 따른 영향을 보상할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 이미지 신호 프로세서는 상기 제1 및 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량들에 대응하는 보정 상수를 저장하는 게인 저장부; 및 상기 소스 데이터 및 상기 보정 상수를 연산하여 상기 이미지 데이터를 생성하는 연산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 상기 보정 상수는 상기 제1 및 제2 광 감지소자 각각에 입사되는 광량을 더 반영할 수 있다.
상기 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치에 따르면, 광 감지소자의 불필요한 누설 전류를 감소시켜, 이미지의 화이트 스팟을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 픽셀 어레이의 구현예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 픽셀 어레이의 구현예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 도 3에 도시된 픽셀 어레이의 단면을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이의 중심으로부터 거리에 대한 광량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 모듈 렌즈를 통과해서 픽셀 어레이에 입사하는 빛을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치의 구현예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이의 중심으로부터 거리에 대한 광량 및 광량을 보상하기 위한 상수를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 도 3에 도시된 픽셀 어레이의 단면의 일부를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치를 포함하는 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 시스템 및 인터페이스를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치를 간략하게 나타내는 도면이다. 촬상 장치(1000)는 빛을 전기적 신호로 변환하여 이미지 데이터를 출력하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 모듈 렌즈(100) 및 픽셀 어레이(210)를 포함할 수 있다. 모듈 렌즈(100)는 촬상 장치(1000) 외부의 화상으로부터 오는 빛을 굴절시킬 수 있고, 픽셀 어레이(210) 상에 화상의 상이 맺히도록 할 수 있다. 픽셀 어레이(210)는 복수의 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 광 감지 소자(211 및 212)를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이(210)는 사각형으로 구성될 수 있고, 행 방향으로 일정한 수의 광 감지소자를 포함하는 복수개의 행을 포함할 수 있다. 광 감지소자(211 및 212)는 각각의 픽셀에서 빛을 감지하고, 감지된 빛의 세기에 따라 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 광 감지소자(211 및 212)는 포토다이오드, 포토게이트 및 포토트랜지스터 등을 포함할 수 있다.
한편, 모듈 렌즈(100)에 입사하는 광선(ray) 중 모듈 렌즈(100)의 중심부를 통과하는 광선이 모듈 렌즈(100)의 외곽부를 통과하는 광선보다 픽셀 어레이(210)에 더 많이 도달할 수 있다. 이로 인해, 촬상 장치(1000)는 이미지의 가장자리 쪽으로 갈수록 어두운 이미지를 출력할 수 있고, 이러한 현상을 렌즈 쉐이딩(lens shading)이라고 한다. 예를 들면, 렌즈의 곡면 형상 및 렌즈의 내부 조리개는 렌즈 쉐이딩을 일으키는 원인이 될 수 있다.
광 감지소자(211 및 212)는 흡수한 빛에 따라 발생한 전하를 최대로 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있고, 이를 광 감지소자(211 및 212)의 최대 우물 용량(full well capacity)이라고 한다. 다이내믹 레인지(dynamic range)는 이미지 센서(1000)가 손실 없이 획득할 수 있는 화상의 밝기 범위로서, 다이내믹 레인지가 넓을 수록 이미지 센서(1000)는 더 다양한 밝기의 화상을 감지할 수 있다. 이러한 이미지 센서(1000)의 다이내믹 레인지는 광 감지소자(211 및 212)의 최대 우물 용량에 따라 결정될 수 있다. 즉, 광 감지소자(211 및 212)의 최대 우물 용량이 증가할수록 광 감지소자(211 및 212)가 빛을 흡수하여 발생시켜 저장할 수 있는 전하의 양이 증가하므로, 이미지 센서(1000)의 다이내믹 레인지는 더 넓어질 수 있다.
광 감지소자(211 및 212)의 최대 우물 용량을 증가시키기 위하여, 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예컨대, 광 감지소자(211 및 212) 중 하나인 포토다이오드의 경우, 포토다이오드의 최대 우물 용량은 NPD(n-type photodiode)의 도핑 농도를 상승시킴으로써 증가될 수 있다. 다만, NPD의 도핑 농도 증가는 NPD와 인접한 P형 영역과의 전계(electric field)를 상승시켜 일부 바람직하지 못한 현상을 야기할 수 있다. 예컨대, NPD의 도핑 농도 증가는 누설 전류(leakage current)의 상승을 일으킬 수 있고, 누설 전류의 상승은 이미지 데이터에서 화이트 스팟(white spot)을 일으킬 수 있다. 화이트 스팟은 어두운 이미지에서 정상적인 픽셀 대비 높은 밝기에 대응하는 값을 출력하는 픽셀(또는 광 감지소자)로 인하여, 이미지 데이터 상에서 주변보다 밝은 점이 나타나는 현상을 말한다. 결과적으로, 광 감지소자(211 및 212)의 최대 우물 용량을 증가시키기 위해 NPD의 도핑 농도를 상승시키는 경우, 화이트 스팟이 발생할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이(210)는 픽셀 어레이(210)의 중심부에 위치한 제1 광 감지소자(211) 및 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자를(212) 포함할 수 있다. 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자(212)의 최대 우물 용량은 픽셀 어레이(210)의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량보다 작을 수 있다. 촬상 장치(1000)가 균등한 밝기의 이미지를 촬영하는 경우, 전술한 렌즈 쉐이딩으로 인하여 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자(212)가 흡수하는 광량은 픽셀 어레이(210)의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자(211)보다 더 작을 수 있다. 따라서, 이미지 센서의 다이내믹 레인지에 미치는 영향 없이, 제2 광 감지소자(212)의 최대 우물 용량을 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량보다 줄일 수 있다. 결과적으로, 제2 광 감지소자(212)의 최대 우물 용량이 감소함에 따라 제2 광 감지소자(212)에 대응하는 이미지의 가장자리에서 발생하는 화이트 스팟이 감소될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 픽셀 어레이의 구현예를 나타내는 도면이다. 픽셀 어레이(210)는 복수개의 광 감지소자들을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이(210)는 사각형으로 구성될 수 있고, 행 방향으로 일정한 수의 광 감지소자를 포함하는 복수개의 행을 포함할 수 있다. 또한, 도 1에서 설명한 바와 같이, 픽셀 어레이(210)는 픽셀 어레이(210)의 중심부에 위치하는 제1 광 감지소자(211) 및 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)를 포함할 수 있고, 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)의 최대 우물 용량은 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량보다 작을 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)의 빛이 흡수되는 면의 크기는 제1 광 감지소자(211)의 빛이 흡수되는 면의 크기보다 작을 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)의 빛이 흡수되는 면의 크기는 제1 광 감지소자(211)의 빛이 흡수되는 면의 크기보다 작을 수 있다. 예컨대, 제1 광 감지소자(211) 및 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)를 형성하기 위한 도핑 공정에서 사용되는 마스크에 있어서, 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)에 대응하는 오픈 영역의 크기를 조절함으로써 각 광 감지소자의 빛이 흡수되는 면의 크기를 조정할 수 있다.
한편, 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)는 각각 서로 다른 크기의 빛이 흡수되는 면을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이(210)의 형태가 사각형인 경우, 픽셀 어레이(210)의 중심에서 가장 멀리 떨어진 픽셀 어레이(210)의 귀퉁이에 위치한 제2 광 감지소자(212a)는 제2 광 감지소자들(212a 내지 212c) 중 빛이 입사하는 면이 가장 작을 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이(210)의 형태가 가로의 길이가 세로의 길이보다 긴 직사각형인 경우, 대향하지 않는 2개 모서리에 위치하는 제2 광 감지소자들(212b 및 212c)는 각각 서로 다른 크기의 빛이 흡수되는 면을 포함할 수 있다. 제2 광 감지소자들(212a 내지 212c) 각각의 빛이 흡수되는 면의 크기를 결정하는 것에 관한 자세한 내용은 후술한다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 픽셀 어레이의 구현예를 나타내는 도면이다. 전술한 바와 같이, 픽셀 어레이(210)는 사각형으로 구성될 수 있고, 행 방향으로 일정한 수의 광 감지소자를 포함하는 복수개의 행을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3은 행 방향으로 총 10개의 광 감지소자를 포함하는 8개의 행을 포함하는 픽셀 어레이(210)를 나타낸다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이(210)는 픽셀 어레이(210)의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자(211) 및 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)를 포함할 수 있고, 제1 광 감지소자(211) 및 제2 광 감지소자(212a 내지 212c) 사이에 위치하는 제3 광 감지소자(213a 내지 213c)를 포함할 수 있다. 도 2에서 설명한 실시예와 같이, 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)의 최대 우물 용량은 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량보다 작을 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 제3 광 감지소자(213a 내지 213c)의 최대 우물 용량은 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량 이하일 수 있고, 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)의 최대 우물 용량 이상일 수 있다. 렌즈 쉐이딩에 의해 이미지는 픽셀 어레이(210)의 중심에서 픽셀 어레이(210)의 가장자리로 갈수록 연속적으로 어두워지므로, 이를 반영하여 제3 광 감지소자(213a 내지 212c)의 최대 우물 용량은 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량 이하일 수 있고, 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)의 최대 우물 용량 이상일 수 있다. 제2 광 감지소자(212a 내지 212c)의 최대 우물 용량의 감소로 인한 효과와 마찬가지로, 제3 광 감지소자(213a 내지 213c)의 최대 우물 용량의 감소로 인하여, 제3 광 감지소자(213a 내지 213c)에 대응하는 이미지의 영역에서 발생하는 화이트 스팟은 감소될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 광 감지소자의 빛이 흡수되는 면의 크기는 제1 광 감지소자(211), 제3 광 감지소자(213a 내지 213c) 및 제2 광 감지소자(212a 내지 212c) 순으로 감소할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이(210)의 왼쪽 모서리에 위치한 제2 광 감지소자(212c)의 빛이 흡수되는 면의 크기는 제1 광 감지소자(211)의 빛이 흡수되는 면의 크기보다 작을 수 있다. 또한, 제1 광 감지소자(211)와 픽셀 어레이(210)의 왼쪽 모서리에 위치한 제2 광 감지소자(212c) 사이에 위치한 제3 광 감지소자(213a 내지 213c)의 빛이 흡수되는 면은 제1 광 감지소자(211)의 빛이 흡수되는 면보다 작거나 같고, 제2 광 감지소자(212c)의 빛이 흡수되는 면보다 크거나 같을 수 있다.
한편, 제3 광 감지소자들(213a 내지 213c)은 각각 서로 다른 크기의 빛이 흡수되는 면을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 광 감지소자(211) 및 제2 광 감지소자(212c) 사이에 위치하는 제3 광 감지소자들(213a 내지 213c)은 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 가까울수록 더 작은 크기의 빛이 흡수되는 면을 포함할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이(210)의 하나의 행에 포함된 광 감지소자들에 있어서, 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 가깝게 위치하는 광 감지소자일수록 더 작은 크기의 빛이 흡수되는 면을 포함할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이(210)의 하나의 열에 포함된 광 감지소자들에 있어서도, 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 가깝게 위치하는 광 감지소자일수록 더 작은 크기의 빛이 흡수되는 면을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 도 3에 도시된 픽셀 어레이의 단면을 간략하게 나타내는 도면이다. 도 3 및 4를 참조하면, 도 4는 도 3의 픽셀 어레이(210)를 XX’을 따라서 자른 단면을 간략하게 나타낸다. 또한, 도 4는 픽셀 어레이(210)가 포함하는 광 감지소자(211 및 212c)가 포토다이오드(photodiode; PD)를 포함하는 실시예를 나타낸다. 포토다이오드는 n형 영역인 NPD(215) 및 NPD와 접하는 p형 영역인 P-EPI(216)를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 포토다이오드는 핀드-포토다이오드(pinned photodiode; PPD)일 수 있고, 핀드-포토다이오드는 빛이 입사되는 표면과 NPD(n) 사이에 얇은 p+ 층(217)을 포함할 수 있고, p+ 층(217)은 전하가 축적되는 NPD(215)를 표면으로부터 분리시킬 수 있다. NPD(215)는 포토다이오드가 포함하는 n형 영역으로서, 포토다이오드가 빛을 흡수함에 따라 발생된 전하가 저장되는 영역일 수 있다. 따라서, NPD(215)의 도핑 농도가 높은 경우 NPD(215)가 저장할 수 있는 전하의 량이 증가하여, 최대 우물 용량은 증가할 수 있다. 다만, NPD(215)의 도핑 농도가 증가함에 따라 NPD(215)와 접하는 p형 영역과 NPD(215) 사이의 전계가 상승하여 일부 부작용을 일으킬 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 광 감지소자(212c)의 NPD의 크기는 제1 광 감지소자(211)의 NPD의 크기보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제2 광 감지소자(212c)의 최대 우물 용량은 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량보다 작을 수 있다. 예컨대, 제1 광 감지소자(211) 및 제2 광 감지소자(212c)의 NPD를 형성하기 위한 도핑 공정에서 사용되는 마스크에 있어서, 제2 광 감지소자(212c)에 대응하는 오픈 영역의 크기를 제1 광 감지소자(211)에 대응하는 홀의 크기보다 작게 함으로써 제2 광 감지소자(212c)의 NPD 크기를 감소시킬 수 있다.
비록 도 4는 제1 광 감지소자(211) 및 제2 광 감지소자(212c)만을 도시하였으나, 제3 광 감지소자(213a 내지 213c)가 제1 광 감지소자(211) 및 제2 광 감지소자(212c) 사이에 위치할 수 있으며, 제3 광 감지소자(213a 내지 213c)가 포함하는 NPD의 크기는 제1 광 감지소자(211)의 NPD(n)의 크기 이하일 수 있고, 제2 광 감지소자(212c)의 NPD(n)의 크기 이상일 수 있다. 또한, 도 4는 픽셀 어레이(210)에 광 감지소자가 구현된 것이 도시되었으나, 픽셀 어레이(210)가 포함하는 각각의 픽셀은 광 감지소자뿐만 아니라 광 감지소자가 빛을 흡수함에 따라 발생시킨 전하를 이동시키거나 전하에 따른 신호를 증폭하는 트랜지스터들을 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이의 중심으로부터 거리에 대한 광량을 나타내는 그래프이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 모듈 렌즈(100)의 중심과 픽셀 어레이(210)의 중심은 일치할 수 있고, 이를 이미지 중심(image center)이라고 한다. 비록 도 5에는 모듈 렌즈(100)의 폭(또는 구경)이 픽셀 어레이(210)의 폭과 유사하게 도시되었으나, 모듈 렌즈(100)의 폭은 픽셀 어레이(210)의 폭보다 크거나 작을 수 있다. 그래프들(11 내지 13)은 픽셀 어레이(210)의 중심으로부터의 거리에 대한 픽셀 어레이에 입사되는 광량을 나타낸다. 그래프(11)는 렌즈 쉐이딩에 따른 광량을 나타낸다. 그래프(12)는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 서로 다른 최대 우물 용량을 갖는 광 감지소자에 따른 광량을 나타낸다. 그래프(13)은 렌즈 쉐이딩 및 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광 감지소자에 따른 광량을 나타낸다.
그래프(11)에 나타난 바와 같이, 렌즈 쉐이딩에 따른 광량은 이미지 중심으로부터 픽셀 어레이(210)의 가장자리로 갈수록 감소할 수 있다. 그래프(11)의 형태는 모듈 렌즈(100)에 따라 결정될 수 있으며, 그래프(11)를 모듈 렌즈(100)의 광량 프로파일이라고 한다. 예컨대, 그래프(11)는 모듈 렌즈(100)를 통해서 밝기가 균일한 화상을 촬영하여 얻을 수 있다. 픽셀 어레이(210)를 포함하는 이미지 센서는 픽셀 어레이(210)에 포함된 각각의 광 감지센서가 축적한 전하에 기초한 소스 데이터를 외부로 출력할 수 있고, 이미지 신호 프로세서는 상기 소스 데이터를 수신하여 처리할 수 있다. 특히, 이미지 신호 프로세서는 그래프(11)에 기초하여 렌즈 쉐이딩을 보상할 수 있다. 예컨대, 이미지 신호 프로세서는 그래프(11)와 반비례하는 상수를 저장할 수 있고, 상기 상수에 대응하는 광 감지소자가 축적한 전하에 따른 소스 데이터에 상기 상수를 곱하는 연산을 수행할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이(210)가 포함하는 광 감지소자의 최대 우물 용량은 모듈 렌즈(100)의 광량 프로파일에 따라 결정될 수 있다. 즉, 모듈 렌즈(100)의 광량 프로파일에 따라, 빛의 세기가 강한 픽셀 어레이(210)의 중심에 위치한 광 감지센서의 빛이 흡수되는 면의 크기 또는 NPD의 크기는 상대적으로 클 수 있고, 빛의 세기가 약한 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치한 광 감지센서의 빛이 흡수되는 면의 크기 또는 NPD의 크기는 상대적으로 작을 수 있다.
그래프(12)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 서로 다른 광 감지소자의 최대 우물 용량을 갖는 광 감지소자들에 대한 광량은 픽셀 어레이(210)의 가장자리로 갈수록 감소할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자는 픽셀 어레이(210)의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자 보다 더 작은 최대 우물 용량을 가질 수 있다. 이에 따라, 모듈 렌즈(100) 없이 동일한 세기의 빛을 제1 및 제2 광 감지소자에 입사시킨 경우, 제2 광 감지소자가 축적시킨 전하의 양은 제1 광 감지소자가 축적시킨 전하의 양보다 작을 수 있다. 그래프(12)는 모듈 렌즈(100) 없이 동일한 세기의 빛을 본 발명의 실시예에 따른 픽셀 어레이(210)에 균등하게 입사시킨 경우, 픽셀 어레이(210)에 포함된 각각의 광 감지소자가 축적한 전하량에 대응하는 제1 광 감지소자가 흡수한 광량의 상대적인 수치를 나타낸다. 즉, 그래프(12)는 픽셀 어레이(210)에 포함된 모든 광 감지소자가 동일한 광량의 빛을 흡수하여 전하량을 축적할 때, 제1 광 감지소자가 각각의 광 감지소자가 축적한 전하량과 동일한 전하량을 축적하게 하는 광량을 나타낸다.
그래프(13)는 그래프(11) 및 그래프(12)를 결합한 것으로서, 렌즈 쉐이딩 및 본 발명의 예시적 실시예에 따라 서로 다른 최대 우물 용량을 갖는 광 감지소자에 따른 광량을 모두 반영한다. 그래프(13)에 나타난 바와 같이, 그래프(11) 및 그래프(12)와 비교할 때 픽셀 어레이(210)의 중심과 가장자리의 광량의 상대적인 차이는 더 커질 수 있다.
도 6은 모듈 렌즈를 통과해서 픽셀 어레이에 입사하는 빛을 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 모듈 렌즈(100)의 중심 및 픽셀 어레이(210)의 중심은 이미지 중심(5)으로서 서로 일치할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이(210)에 포함된 광 감지소자의 빛이 흡수되는 면의 크기 또는 NPD의 크기는 모듈 렌즈(100)의 중심을 통과하여 픽셀 어레이(210)에 도달하는 주광선(chief ray)의 입사각도인 CRA(chief ray angle)에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 주광선(1)의 입사각도(α)는 주광선(2)의 입사각도(β) 보다 작고, 모듈 렌즈(100)를 통과하여 픽셀 어레이(210)의 중심 부근에 도달할 수 있다. 주광선(2)의 입사각도(β)는 주광선(1)의 입사각도(α)보다 크고, 모듈 렌즈(100)를 통과하여 픽셀 어레이(2100)의 가장자리 부근에 도달할 수 있다. 따라서, 픽셀 어레이(210)에 포함된 광 감지소자의 빛이 흡수되는 면의 크기 또는 NPD의 크기는 CRA의 크기에 반비례하여 결정될 수 있다. 예컨대, 광 감지소자의 빛이 흡수되는 면의 크기 또는 NPD의 크기는 CRA에 대한 코사인 값의 함수를 통해서 결정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치의 구현예를 나타내는 도면이다. 촬상 장치(1000)는 모듈 렌즈(100), 이미지 센서(200) 및 이미지 신호 프로세서(300)를 포함할 수 있다. 모듈 렌즈(100)는 빛을 굴절시켜 이미지 센서(200)에 입사시키고, 이미지 센서(200)는 모듈 렌즈(100)를 통해서 입사된 빛에 따라 소스 데이터(SRC_DATA)를 출력할 수 있다. 이미지 신호 프로세서(300)는 이미지 센서(200)로부터 소스 데이터(SRC_DATA)를 수신하여 처리한 이미지 데이터(IMG_DATA)를 출력할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(200)는 픽셀 어레이(210), 로우 드라이버(220), 리드 회로(230) 및 컨트롤러(240)를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이(210)는 복수개의 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 전술한 본 발명의 예시적 실시예들에 따른 광 감지소자를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이(210)는 상기 광 감지소자가 흡수한 빛에 따른 전기적 신호를 리드 회로(230)로 출력할 수 있다. 로우 드라이버(220)는 픽셀 어레이(210)가 포함하는 각각의 픽셀을 제어하는 신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 로우 드라이버(220)는 각각의 픽셀에 포함된 광 감지소자를 리셋하거나 광 감지소자가 축적한 전하에 따른 전기적 신호를 외부로 출력하도록 제어하는 신호를 출력할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 리드 회로(230)는 픽셀 어레이(210)로부터 출력되는 전기적 신호를 수신하여 소스 데이터(SRC_DATA)를 출력할 수 있다. 예컨대, 리드 회로는 ADC(analog-to-digital converter)를 포함할 수 있고, 픽셀 어레이(210)로부터 수신하는 아날로그 신호에 대응하는 디지털 신호를 소스 데이터(SRC_DATA)로서 출력할 수 있다. 컨트롤러(240)는 로우 드라이버(220) 및 리드 회로(230)를 제어할 수 있고, 이미지 센서(200) 외부로 제어신호(CTRL)를 출력할 수 있다. 제어신호(CTRL)는 리드 회로(230)가 현재 출력하는 소스 데이터(SRC_DATA)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 리드 회로(230)가 픽셀 어레이(210)가 포함하는 하나의 행에 대응하는 픽셀들에서 출력하는 전기적 신호를 동시에 출력하는 경우, 제어신호(CTRL)는 상기 행에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 이미지 신호 프로세서(300)는 게인 저장부(310) 및 연산부(320)를 포함할 수 있다. 게인 저장부(310)는 도 5에서 설명한 그래프(11), 그래프(12) 또는 그래프(13)에 기초하여 소스 데이터(SRC_DATA)를 보상하기 위한 적어도 하나이상의 상수를 저장할 수 있다. 예컨대, 게인 저장부(310)는 그래프(11)에 기초하여 모듈 렌즈의 렌즈 쉐이딩을 보상하기 위한 상수를 저장하거나, 그래프(12)에 기초하여 본 발명의 실시예들에 따른 광 감지소자의 최대 우물 용량을 보상하기 위한 상수를 저장하거나, 그래프(13)에 기초하여 렌즈 쉐이딩 및 광 감지소자의 최대 우물 용량 모두를 보상하기 위한 상수를 저장할 수 있다. 또한, 게인 저장부(310)는 이미지 센서(200)의 컨트롤러(240)가 출력하는 제어신호(CTRL)를 수신할 수 있고, 제어신호(CTRL)에 포함된 소스 데이터(SRC_DATA) 정보에 따라 소스 데이터(SRC_DATA)에 대응하는 상수를 출력할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 연산부(320)는 이미지 센서(200)의 리드 회로(230)로부터 소스 데이터(SRC_DATA)를 수신할 수 있고, 게인 저장부(310)로부터 상수를 수신할 수 있다. 연산부(320)는 소스 데이터(SRC_DATA) 및 게인 저장부(310)로부터 수신한 상수를 연산하여 이미지 데이터(IMG_DATA)를 이미지 신호 프로세서(300) 외부로 출력할 수 있다. 예컨대, 연산부(320)는 소스 데이터(SRC_DATA)와 게인 저장부(310)로부터 수신한 상수를 곱할 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이의 중심으로부터 거리에 대한 광량 및 광량을 보상하기 위한 상수를 나타내는 그래프이다. 도 5에서 설명한 바와 같이, 그래프(13)은 렌즈 쉐이딩 및 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광 감지소자에 따른 광량을 모두 반영한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 렌즈 쉐이딩 및 광 감지소자의 최대 우물 용량 감소에 의하여 픽셀 어레이(210)의 중심에서 가장자리로 갈수록 광량은 감소할 수 있다.
그래프(21)는 그래프(13)에 기초한 렌즈 쉐이딩 및 광 감지소자의 최대 우물 용량 감소에 따른 영향을 보상하기 위한 상수를 나타내고, 도 7의 게인 저장부(310)는 상기 상수들(또는 상수의 그래프)을 저장할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 그래프(21)는 그래프(13)과 반비례하는 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자에 도달하는 상대적인 광량이 픽셀 어레이(210)의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자에 도달하는 상대적인 광량의 20%인 경우, 제2 광 감지소자에 대응하는 상수는 제1 광 감지소자에 대응하는 상수의 5배일 수 있다. 결과적으로, 그래프(21)에 기초한 보상을 통해서 그래프(13)로 나타나는 이미지 센서의 바람직하지 않은 인자들은 제거될 수 있다.
도 9는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 도 3에 도시된 픽셀 어레이의 단면의 일부를 간략하게 나타내는 도면이다. 도 3 및 9를 참조하면, 도 9는 도 3의 픽셀 어레이(210)를 XX’을 따라서 자른 단면의 일부를 간략하게 나타낸다. 또한, 도 9는 픽셀 어레이(210)가 포함하는 광 감지소자(211, 212c 및 213a)가 포토다이오드를 포함하는 실시예를 나타낸다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 픽셀 어레이(210)는 복수개의 광 감지소자(211, 212c 및 213a), 반사 방지막(215) 및 필터(216)를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이(210)의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자(212c)는 픽셀 어레이(210)의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량보다 작은 최대 우물 용량을 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 광 감지소자(211 및 212c) 사이에 위치하는 제3 광 감지소자(213a)는 제1 광 감지소자(211)의 최대 우물 용량 이하이고, 제2 광 감지소자(212c)의 최대 우물 용량 이상일 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 각각 반사 방지막(215) 및 필터(216)는 각각의 광 감지소자(211, 212c 또는 213a) 위에 위치할 수 있다. 필터(216)는 파장에 따라 빛을 선택적으로 통과시켜, 각각의 광 감지소자(211, 212c 또는 213a)에 입사시킬 수 있다. 예컨대, 필터(216)는 가시광 영역에 속하는 파장의 빛을 통과시키는 컬러 필터 또는 적외선 영역에 속하는 파장의 빛을 통과시키는 적외선 필터를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적 실시예들에 따라, 필터(216)는 사이언 필터(cyan filter), 옐로우 필터(yellow filter) 또는 마젠타 필터(magenta filter) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 반사 방지막(215)는 필터(216)를 통해 입사된 빛이 반사되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 반사 방지막(215)은 산화 질화막으로 형성될 수 있고, 400A 내지 500A의 두께로 형성될 수 있다.
픽셀 어레이(210)에 포함된 각각의 필터(216)들은 에어 갭(air gap) 영역(217)에 의해 서로 분리될 수 있다. 예컨대, 에어 갭 영역(217)의 폭(D)은 100nm이상이고 300nm 이하일 수 있다. 필터(216)의 굴절률은 에어 갭 영역(217)의 굴절률보다 클 수 있다. 예를 들면, 에어 갭 영역(217)은 공기로 구성될 수 있으며, 이에 따라 에어 갭 영역(217)의 굴절률이 1일 때, 필터(216)의 굴절률은 1보다 클 수 있다. 에어 갭 영역(217) 및 필터(216) 사이의 굴절률 차이로 인하여, 필터(216)와 에어 갭 영역(217)의 경계면에서 필터(216)로 입사한 빛의 전반사가 일어날 수 있다. 이에 따라, 각각의 광 광 감지소자(211, 212c 또는 213a)에 빛을 모으기 위한 마이크로 렌즈가 생략될 수 있다.도 10은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치를 포함하는 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 10의 시스템(200)은 이미지 데이터를 필요로 하는 컴퓨터 시스템, 카메라 시스템, 스캐너, 차량 네비게이션, 비디오 폰, 경비 시스템, 움직임 검출 시스템을 포함할 수 있다. 도 10을 참조하면, 시스템(2000)은 중앙처리장치(2100) 또는 프로세서, 비휘발성 메모리(2200), 촬상 장치(2300), 입출력 장치(2400) 및 RAM(2500)를 포함할 수 있다. 중앙처리장치(2100)는 버스(2600)를 통해서 비휘발성 메모리(2200), 촬상 장치(2300), 입출력 장치(2400) 및 RAM(2500)과 통신할 수 있다.
도 10의 시스템(2000)에 포함된 촬상 장치(2300)는 본 발명의 예시적 실시예들에 따라 이상에서 설명된 이미지 센서 또는 이미지 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 예컨대, 촬상 장치(2300)에 포함된 이미지 센서는 픽셀 어레이를 포함할 수 있고, 픽셀 어레이는 서로 다른 크기의 최대 우물 용량을 갖는 제1 및 제2 광 감지소자를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지센서의 최대 우물 용량은 픽셀 어레이의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량보다 작을 수 있다. 또한, 픽셀 어레이는 제1 및 제2 광 감지소자 사이에 위치하는 제3 광 감지소자를 포함할 수 있고, 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량은 제1 광 감지센서의 최대 우물 용량 이하이고, 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량 이상일 수 있다. 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량은 촬상 장치(2300)에 포함된 모듈 렌즈의 광량 프로파일 또는 CRA의 크기에 따라 결정될 수 있다.
한편, 촬상 장치(2300)는 이미지 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 이미지 신호 프로세서는 렌즈 쉐이딩 및 광 감지소자의 최대 우물 용량 감소를 보상하기 위하여 이미지 센서로부터 수신한 소스 데이터를 처리하여 이미지 데이터를 출력할 수 있다. 출력된 이미지 데이터는 버스(2600)를 통해서 중앙처리장치(2100), 비휘발성 메모리(2200), 입출력 장치(2400) 및 RAM(2500)에 전달될 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따른 촬상 장치(2300)는 광 감지소자에서 발생할 수 있는 누설 전류를 감소시켜, 화이트 스팟이 감소된 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
도 11은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 시스템 및 인터페이스를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 상기 전자 시스템(3000)은 MIPI 인터페이스를 사용 또는 지원할 수 있는 데이터 처리 장치, 예컨대 이동 전화기, PDA, PMP 또는 스마트 폰으로 구현될 수 있다. 상기 전자 시스템(3000)은 어플리케이션 프로세서(3010), 이미지 센서(3040) 및 디스플레이(3050)를 포함할 수 있다.
어플리케이션 프로세서(3010)에 구현된 CSI 호스트(3012)는 카메라 시리얼 인터페이스(camera serial interface; CSI)를 통하여 이미지 센서(3040)의 CSI 장치(3041)와 시리얼 통신할 수 있다. 이때, 예컨대, 상기 CSI 호스트(3012)에는 광 디시리얼라이저가 구현될 수 있고, CSI 장치(3041)에는 광 시리얼라이저가 구현될 수 있다.
어플리케이션 프로세서(3010)에 구현된 DSI 호스트(3011)는 디스플레이 시리얼 인터페이스(display serial interface; DSI)를 통하여 디스플레이(3050)의 DSI 장치(3051)와 시리얼 통신할 수 있다. 이때, 예컨대, DSI 호스트(3011)에는 광 시리얼라이저가 구현될 수 있고, DSI 장치(3051)에는 광 디시리얼라이저가 구현될 수 있다.
전자 시스템(3000)은 어플리케이션 프로세서(3010)와 통신할 수 있는 RF 칩(3060)을 더 포함할 수 있다. 전자 시스템(3000)의 PHY(3013)와 RF 칩(3060)의 PHY(3061)는 MIPI DigRF에 따라 데이터를 주고받을 수 있다.
전자 시스템(3000)은 GPS(3020), 스토리지(3070), 마이크(3080), DRAM(3085) 및 스피커(3090)를 더 포함할 수 있으며, 상기 전자 시스템(3000)은 Wimax(3030), WLAN(3100) 및 UWB(3110) 등을 이용하여 통신할 수 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

Claims (10)

  1. 픽셀 어레이의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자; 및
    상기 픽셀 어레이의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자;를 포함하고,
    상기 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량(full well capacity)은 상기 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량보다 작은 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀 어레이의 상기 제1 및 제2 광 감지소자 사이에 위치하는 제3 광 감지소자를 더 포함하고,
    상기 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량은 상기 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량 이하이고, 상기 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량 이상인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량들은
    상기 픽셀 어레이에 빛을 굴절시켜 입사시키는 모듈 렌즈를 통해서 상기 감지소자들 각각에 입사되는 광량에 비례하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량들은 상기 모듈 렌즈의 광량 프로파일에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량들은 상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자의 위치에 대한 상기 모듈 렌즈의 곡률에 따른 주광선의 입사각도(CRA)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 광 감지소자에 미리 정해진 파장들의 빛을 각각 통과시키는 복수의 필터들; 및
    상기 복수의 필터들 사이에 위치하는 에어 갭 영역을 더 포함하고,
    상기 복수의 필터들 각각의 굴절률은 상기 에어 갭 영역의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광 감지소자는 포토 다이오드를 포함하고,
    상기 제2 광 감지소자의 NPD(n-type photodiode)의 크기는 상기 제1 광 감지소자의 NPD 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  8. 픽셀 어레이에 빛을 굴절시켜 입사시키는 모듈 렌즈;
    상기 픽셀 어레이의 중심에 위치하는 제1 광 감지소자 및 상기 픽셀 어레이의 가장자리에 위치하는 제2 광 감지소자를 포함하는 이미지 센서; 및
    이미지 센서가 출력하는 소스 데이터를 처리하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 신호 프로세서;를 포함하고,
    상기 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량은 상기 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량보다 작고,
    상기 이미지 신호 프로세서는 상기 제1 및 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량들 차이에 따른 영향을 보상하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 픽셀 어레이의 상기 제1 및 제2 광 감지소자 사이에 위치하는 제3 광 감지소자를 더 포함하고,
    상기 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량은 상기 제1 광 감지소자의 최대 우물 용량 이하이고, 상기 제2 광 감지소자의 최대 우물 용량 이상이고,
    상기 이미지 신호 프로세서는 상기 제1 및 제3 광 감지소자의 최대 우물 용량들 사이의 차이에 따른 영향을 보상하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광 감지소자는 포토 다이오드를 포함하고,
    상기 제2 광 감지소자의 NPD(n-type photodiode)의 크기는 상기 제1 광 감지소자의 NPD의 크기보다 작고,
    상기 이미지 신호 프로세서는 상기 제1 및 제2 광 감지소자의 NPD의 크기들 차이에 따른 영향을 보상하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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