KR20170002314A - 컬러 앨리어싱의 감소를 위한 컬러 필터 어레이 패턴 - Google Patents

컬러 앨리어싱의 감소를 위한 컬러 필터 어레이 패턴 Download PDF

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Abstract

복수의 타일링된 최소 반복 유닛을 포함하는 컬러 필터 어레이의 실시예가 개시된다. 각각의 최소 반복 유닛은 M 행 x N 열의 어레이로 그룹화되는 개별 필터의 세트를 포함하고, 각각의 세트의 개별 필터는 적어도 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 복수의 개별 필터를 포함한다. M이 N과 동일하면, 각각의 최소 반복 유닛 내의 적어도 두 방향은 스펙트럼 광응답 모두를 갖는 개별 필터를 포함하고, 적어도 두 방향은 행, 열, 주 대각선 및 부 대각선으로 구성되는 방향의 세트로부터 선택된다. M ≠ N이면, 최소 반복 유닛 내의 하나 이상의 N x N 또는 M x M 셀 중 각각의 셀 내의 적어도 두 방향은 스펙트럼 광응답 모두를 갖는 개별 필터를 포함하고, 적어도 두 방향은 각각의 셀의 행, 열, 주 대각선 및 부 대각선으로 구성되는 방향의 세트로부터 선택된다.

Description

컬러 앨리어싱의 감소를 위한 컬러 필터 어레이 패턴{COLOR FILTER ARRAY PATTERNS FOR REDUCTION OF COLOR ALIASING}
개시된 실시예는 일반적으로 이미지 센서에 관한 것이며 특히, 배타적인 것은 아니지만, 컬러 앨리어싱(color aliasing)을 최소화하기 위해 이미지 센서와 함께 사용되는 컬러 필터 어레이 패턴에 관한 것이다.
이미지 센서는 디지털 스틸 카메라, 휴대폰 및 보안 카메라뿐만 아니라 의료, 자동차 및 기타 용도에 널리 사용된다. 이미지 센서, 특히 상보성 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide-semiconductor, "CMOS") 이미지 센서를 제조하는데 사용되는 기술은 급속도로 계속해서 발전하고 있으며, 고해상도 및 저전력 소비의 요구는 이미지 센서의 소형화 및 통합을 더 촉진하였다.
종래의 CMOS 이미지 센서는 베이어 패턴(Bayer pattern)이라고 알려진 것에 배열되는 적색, 녹색 및 청색(RGB)과 같은 원색의 세트를 갖춘 컬러 필터 어레이(color filter array, CFA)를 사용한다. 일부 실시예에서, 무색, 투명 또는 전정색(panchromatic) 픽셀로도 알려진 투명 픽셀은 이미지 센서의 감도를 높이기 위해 컬러 필터 어레이에 포함될 수 있다. RGB 컬러 필터 외에 투명 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이는 RGBC 픽셀 패턴이라고 지칭될 수 있다.
몇몇 RGBC 패턴은 감도를 높이지만 컬러 앨리어싱을 겪을 수 있다. 컬러 앨리어싱은 이미지의 영역에 잘못된 컬러가 나타나게 하는 결과를 초래한다. 예를 들면 적색 또는 청색과 같은 컬러는 녹색이어야 하는 이미지의 일부에 나타날 수 있다. 컬러 앨리어싱의 다른 예에서, 개별 픽셀에 등록하는 흑색 또는 다른 어두운 배경에 작은 흰색 선은 등록된 원색 각각의 단일 픽셀을 포함하는 라인으로 해석될 것이다. 컬러 앨리어싱은 적어도 부분적으로 RGBC 패턴 내의 투명 필터의 정렬로 인해 발생한다. 투명 픽셀을 갖춘 이미지 센서는 투명 픽셀이 광의 강도 외에 그들 자신의 임의의 컬러 정보를 발생하지 않기 때문에 컬러 앨리어싱하기 더 쉽다.
컬러 앨리어싱은 전하 결합 소자(charge-coupled device, CCD) 또는 CMOS 이미지 센서와 함께 특정 컬러 필터 어레이(color filter array, CFA) 패턴을 사용함으로써 야기되는 일반적으로 바람직하지 않은 효과이다. 따라서 컬러 앨리어싱을 최소화하는 CFA 패턴을 디자인하는 것이 바람직하다.
제한적이지 않고 완벽하지 않은 실시예가 다음의 도면을 참조하여 설명되는데, 도면에서 동일한 참조 부호는 달리 명시되지 않는 한 여러 도면에서 동일한 부품을 지칭한다.
도 1은 컬러 필터 어레이를 포함하는 이미지 센서의 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 정면 조명(frontside-illuminated) 픽셀의 쌍의 실시예 및 후면 조명(backside-illuminated) 픽셀의 쌍의 실시예에 대한 단면도이다.
도 3a는 많은 최소 반복 유닛(multiple minimal repeating unit, MRU)을 타일링(tiling)함으로써 형성되는 컬러 필터 어레이(CFA)의 일 실시예에 대한 다이어그램이다.
도 3b는 최소 반복 유닛 및 컬러 필터 어레이를 설명하기 위해 사용되는 기술을 설명하는 다이어그램의 세트이다.
도 4a 내지 도 4c는 최소 반복 유닛의 실시예의 다이어그램이다.
도 5a 내지 도 5c는 최소 반복 유닛의 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 6a 내지 도 6c는 최소 반복 유닛의 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 7a 내지 도 7c는 최소 반복 유닛의 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 8a 내지 도 8c는 최소 반복 유닛의 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 9 및 도 10은 직사각형 최소 반복 유닛의 실시예의 다이어그램이다.
도 11a 및 도 11b는 정사각형 최소 반복 유닛을 타일링함으로써 형성되는 부분 컬러 필터 어레이의 일 실시예의 다이어그램이다.
도 12는 직사각형 최소 반복 유닛을 타일링함으로써 형성되는 부분 컬러 필터 어레이의 일 실시예의 다이어그램이다.
컬러 앨리어싱을 최소화하기 위한 컬러 필터 어레이(color filter array, CFA) 패턴을 위한 장치, 시스템 및 방법뿐만 아니라, 이들 CFA와 함께 사용되는 이미지 센서에 관한 실시한 예가 설명된다. 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적인 세부사항이 설명되지만, 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 설명된 세부사항 중 하나 이상의 세부사항 없이도 실시될 수 있거나, 다른 방법, 컴포넌트, 재료 등으로 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일부 예에서, 공지된 구조물, 재료 또는 동작은 상세히 도시되거나 기술되지 않지만 그럼에도 불구하고 본 발명의 범위 내에 포함된다.
이러한 설명 전체에서 "일 실시예(one embodiment)" 또는 "실시예(an embodiment)"의 참조는 설명된 특징, 구조물 또는 특성이 적어도 하나의 설명된 실시예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 그 결과, "일 실시예에서(in one embodiment)" 또는 "실시예에서(in an embodiment)"의 출현이 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조물 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
도 1은 컬러 픽셀 어레이(105), 픽셀 어레이에 결합되는 판독 회로(170), 판독 회로에 결합되는 기능 로직(115), 및 픽셀 어레이에 결합되는 제어 회로(120)를 포함하는 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS) 이미지 센서(100)의 일 실시예를 도시한다. 컬러 픽셀 어레이(105)는 X 픽셀 열 및 Y 픽셀 행을 구비하는 개별 이미징 센서 또는 픽셀(예를 들면 픽셀 P1, P2, ..., Pn)의 2차원("2D") 어레이이다. 컬러 픽셀 어레이(105)는 도 2a에 도시된 바와 같이 정면 조명 이미지 센서(frontside-illuminated image sensor)로서, 또는 도 2b에 도시된 바와 같이 후면 조명 이미지 센서(backside-illuminated image sensor)로서 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 어레이에서 각각의 픽셀은 사람, 장소 또는 물체의 2D 이미지를 렌더링하는데 사용될 수 있는 사람, 장소 또는 물체의 이미지 데이터를 얻기 위해 행(예를 들면 행 R1 내지 Ry) 및 열(예를 들면 열 C1 내지 Cx)로 배열된다. 컬러 픽셀 어레이(105)는 컬러 필터 어레이의 개시된 실시예와 관련하여 아래에 더 논의되는 바와 같이, 픽셀 어레이에 결합되는 컬러 필터 어레이(CFA)를 사용하여 각각의 픽셀에 컬러를 할당한다.
픽셀 어레이(105)에서 각각의 픽셀이 픽셀의 이미지 데이터 또는 이미지 전하를 획득한 후, 이미지 데이터는 판독 회로(170)에 의해 판독되고 저장, 추가적인 처리 등을 위해 기능 로직(115)에 전달된다. 판독 회로(170)는 증폭 회로, 아날로그-디지털(analog-to-digital, "ADC") 변환 회로 또는 다른 회로를 포함할 수 있다. 기능 로직(115)은 이미지 데이터를 저장하고/저장하거나 사후 이미지 효과(예를 들면 자르기, 회전, 적목 현상 제거, 밝기 조정, 콘트라스트 조정 등)를 적용함으로써 이미지 데이터를 조작할 수 있다. 기능 로직(115)은 또한 일 실시예에서 이미지 데이터를 처리하여 고정된 패턴 잡음을 보정(즉, 감소 또는 제거)하기 위해 사용될 수 있다. 제어 회로(120)는 픽셀 어레이(105)에 결합되어 컬러 픽셀 어레이(105)의 동작 특징을 제어한다. 예를 들면, 제어 회로(120)는 이미지 획득을 제어하기 위한 셔터 신호를 생성할 수 있다.
도 2a는 CMOS 이미지 센서에서 정면 조명(frontside-illuminated, FSI) 픽셀(200) 쌍의 실시예의 단면도를 도시한다. FSI 픽셀(200)의 정면은 기판(200)의 면이고 기판(202) 면 위에 감광 영역(204) 및 관련 픽셀 회로가 배치되고, 그 위에 신호를 재분배하기 위한 금속 적층(206)이 형성된다. 금속 적층(206)은 금속층(M1 및 M2)을 포함하고, 금속층(M1 및 M2)은 FSI 픽셀(200)에 입사하는 광이 통과하여 감광 또는 포토다이오드(photodiode, "PD") 영역(204)에 도달할 수 있는 광 통로를 생성하도록 패턴화된다. 컬러 이미지 센서를 구현하기 위해, 정면은 컬러 필터 어레이(201)를 포함할 수 있고, 어레이의 개별 컬러 필터(단지 두 개의 개별 필터(203, 205)가 이 특정 단면에 도시됨) 각각은 PD 영역(204)에 입사광을 초점 맞추는데 조력하는 마이크로렌즈(206) 아래에 배치된다. 컬러 필터 어레이(201)는 본 명세서에서 논의되는 최소 반복 유닛 중 임의의 유닛으로 형성되는 컬러 필터 어레이일 수 있다.
도 2b는 CMOS 이미지 센서에서 후면 조명(backside-illuminated, BSI) 픽셀(250) 쌍의 실시예의 단면도를 도시한다. FSI 픽셀(200)에서처럼, 픽셀(250)의 정면은 기판(202)의 면이고, 기판(202) 면 위에 감광 영역(204) 및 연관된 픽셀 회로가 배치되고, 그 위에 신호를 재분배하기 위한 금속 적층(206)이 형성된다. 후면은 정면에 반대인 기판(202)의 면이다. 컬러 이미지 센서를 구현하기 위해, 후면은 컬러 필터 어레이(201)를 포함할 수 있고, 컬러 필터 어레이의 개별 컬러 필터(개별 필터(203, 205)가 이 특정 단면에 도시됨) 각각은 마이크로렌즈(206) 아래에 배치된다. 컬러 필터 어레이(201)는 본 명세서에서 논의되는 최소 반복 유닛 중 임의의 유닛으로 형성되는 컬러 필터 어레이일 수 있다. 마이크로렌즈(206)는 입사광을 감광 영역(204)에 초점 맞추는데 조력한다. 픽셀(250)의 후면 조명은 금속 적층(206)에 있는 금속 상호접속 라인이 이미징되는 물체와 감광 영역(204) 사이의 경로를 방해하지 않고, 결과적으로 감광 영역(204)에 의해 더 큰 신호를 생성하게 만들어 주는 것을 의미한다.
도 3a는 컬러 필터 어레이(CFA)(300) 및 CFA를 형성하기 위해 타일링 되는 최소 반복 유닛(MRU)의 세트를 도시한다. CFA(300)는 CFA가 결합되거나 결합될 픽셀 어레이 내 개별 픽셀의 개수에 실질적으로 대응하는 개수의 개별 필터를 포함한다. 각각의 개별 필터는 픽셀 어레이 내 대응하는 개별 픽셀에 광학적으로 결합되고 스펙트럼 광응답의 세트 중에서 선택되는 특정 스펙트럼 광응답을 갖는다. 특정 스펙트럼 광응답은 전자기 스펙트럼의 특정 부분에 대해 높은 감도를 갖지만 스펙트럼의 다른 부분에 대해서는 낮은 감도를 갖는다. 픽셀 자체는 색깔을 띠지 않지만, CFA가 픽셀 위에 필터를 배치함으로써 각각의 픽셀에 별개의 광응답을 할당하기 때문에, 통상 픽셀을 그 특정 광응답의 픽셀로 지칭한다. 따라서 픽셀은 픽셀이 필터를 갖지 않거나 또는 투명(즉, 무색 또는 전정색의) 필터에 결합되면 "투명 픽셀(clear pixel)"로, 픽셀이 청색 필터에 결합되면 "청색 픽셀(blue pixel)"로, 픽셀이 녹색 필터에 결합되면 "녹색 픽셀(green pixel)"로, 또는 픽셀이 적색 필터에 결합되면 "적색 픽셀(red pixel)"로, 등으로 지칭될 수 있다.
CFA에서 사용하기 위해 선택되는 스펙트럼 광응답의 세트는 일반적으로 적어도 상이한 세 개의 광응답을 갖지만, 몇몇 실시예에서는 네 개 이상을 포함할 수 있다. 네 개의 스펙트럼 광응답을 갖는 CFA(300)의 일 실시예에서, 광응답의 세트는 적색, 녹색, 청색 및 투명 또는 전정색(panchromatic)(즉, 중성 또는 무색)일 수 있다. 그러나 다른 실시예에서, CFA(300)는 나열된 것 외에 또는 나열된 것 대신 다른 광응답을 포함할 수 있다. 예를 들면, 다른 실시예는 시안(cyan, C), 마젠타(magenta, M) 및 옐로우(yellow, Y) 필터, 투명(즉, 무색) 필터, 적외선 필터, 자외선 필터, X 선 필터 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 백색, 투명, 무색 또는 전정색 광응답은 선택된 컬러 광응답의 스팩트럼 감도보다 넓은 스펙트럼 감도를 갖는 스펙트럼 응답을 지칭한다. 전정색 감광도는 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 높은 감도를 가질 수 있다. 전정색 픽셀이라고 하는 용어는 전정색 광응답을 갖는 픽셀을 지칭할 수 있다. 전정색 픽셀이 일반적으로 컬러 픽셀보다 넓은 스펙트럼 감도를 갖는다 할지라도, 각각의 전정색 픽셀은 연관된 필터를 가질 수 있다. 그러한 필터는 중성 밀도 필터 또는 컬러 필터 중 어느 하나이다.
CFA(300)에서 개별 필터는 MRU(302)와 같은 최소 반복 유닛(MRU)으로 그룹화되고, MRU(302)는 CFA(300)를 형성하기 위해 화살표로 표시된 바와 같이 수직으로 및 수평으로 타일링된다. 최소 반복 유닛은 다른 어떤 반복 유닛도 더 적은 수의 개별 필터를 갖지 않도록 하는 반복 유닛이다. 컬러 필터 어레이는 여러 상이한 반복 유닛을 포함할 수 있지만, 더 적은 수의 개별 필터를 갖는 어레이에서 다른 반복 유닛이 있을 경우 반복 유닛은 최소 반복 유닛이 아니다. CFA(300)의 다른 실시예는 MRU(302)에 대해 도시된 것보다 더 큰 수 또는 더 작은 수의 픽셀을 포함하는 MRU를 사용하여 타일링될 수 있다.
도 3b는 MRU 및 MRU를 타일링한 결과인 CFA를 기술하기 위해 아래에서 사용되는 기술을 도시한다. 어레이는 대괄호의 쌍에 의해 다이어그램으로 표시된다. 어레이 내에서, 행은 좌측에서 우측으로 진행하고, 열은 위에서 아래로 진행하고, 주(major) 대각선은 좌측 상단에서 우측 하단으로 진행하는 반면, 부(minor) 대각선은 우측 상단에서 좌측 하단으로 진행한다.
주 대각선의 위와 아래에서 좌측 상단에서 우측 하단으로 진행하는 더 짧은 대각선은 짧은 주 대각선 - 상단의 짧은 주 대각선은 주 대 대각선 위의 짧은 주 대각선이고 하단의 짧은 주 대각선은 주 대각선 아래의 짧은 주 대각선임 - 으로 알려져 있다. 짧은 주 대각선이라는 용어가 상단 또는 하단을 명시하지 않고 사용될 때, 짧은 주 대각선은 양쪽 모두 적용된다. 단지 하나의 상단 및 하나의 하단의 짧은 주 대각선이 도면에 도시되지만, 어레이는 많은 짧은 주 대각선을 가질 수 있다. 부 대각선에 대해 사용되는 용어는 도면에서 도시된 바와 같이 유사하고, 마찬가지로 짧은 부 대각선이라는 용어가 상단 또는 하단을 명시하지 않고 사용될 때 짧은 부 대각선은 양쪽 모두에 적용된다. 단지 하나의 상단 및 하나의 하단의 짧은 부 대각선이 도면에 도시되지만, 어레이는 다중의 짧은 부 대각선을 가질 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 최소 반복 유닛(MRU)의 실시예를 도시한다. 도 4a는 M 행과 N 열로 배열되는 16 개별 필터의 세트를 포함하는 MRU(400)의 일 실시예를 도시하며, 이 실시예에서, M = N = 4이고, 따라서 MRU(400)은 4 x 4 MRU 이지만, 다른 실시예에서 M과 N은 더 크거나 더 작은 값을 가질 수 있고(도 7a 내지 도 7c 및 도 8a 내지 도 8c 참조) 동일한 값을 가질 필요는 없다(도 9 내지 도 10 참조).
MRU(400)에서 16 개별 필터는 MRU(400)에 배열되는 상이한 네개의 스펙트럼 광응답(S1-S4)을 포함하여, MRU 내의 적어도 두 방향은 모두 네개의 광응답을 포함하게 된다 - 적어도 두 방향은 행 방향, 열 방향, 주 대각선 방향 및 부 대각선 방향 중에서 선택된다. MRU(400)에서, MRU 내의 두 방향은 모두 네 개의 스팩트럼 광응답(S1-S4)을 포함하며, 도 4a에서 밝은 회색 선으로 도시된 바와 같이, MRU(400)에서 모든 행과 모든 열은 모든 스펙트럼 광응답을 포함하지만 주 대각선과 부 대각선이 모든 스펙트럼 광응답을 포함하지는 않는다.
도 4b는 개별 필터가 MRU(400)에서와 같이 배열되지만 스펙트럼 광응답(S1-S4)의 특정 할당을 갖는 MRU(425)의 일 실시예를 도시한다. MRU(425)에서 스펙트럼 광응답(S1-S4)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 포함하는 원색 세트와, 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 X 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 추가적인 광응답(X)으로부터 선택된다. MRU(425)에서, 스펙트럼 광응답은 S1이 적색이고, S2가 녹색이고, S3이 청색이고, S4가 광응답(X)이 되도록 할당된다.
도 4c는 MRU(425)와 유사한 MRU(450)의 실시예를 도시하는데, 주요 차이점은 MRU(450)에서 스펙트럼 광응답(S1-S3)이 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)를 포함하는 원색 세트로부터 선택된다는 것이다. S4는 전술한 바와 같이 추가적인 컬러일 수 있거나 또는 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 X 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 광응답 X이 지속된다.
도 5a 내지 도 5c는 최소 반복 유닛의 다른 실시예를 도시한다. 도 5a는 M 행과 N 열로 배열되는 16 개별 필터의 세트를 포함하는 MRU(500)의 일 실시예를 도시하며, 이 실시예에서, M = N = 4이고, 그래서 MRU(500)은 4 x 4 MRU 이지만, 다른 실시예에서 M 및 N은 더 크거나 더 작은 값을 가질 수 있고 동일한 값을 가질 필요가 없다.
MRU(500)에서 16 개별 필터는 MRU 내의 적어도 두 방향 - 적어도 두 방향은 행 방향, 열 방향, 주 대각선 방향 및 부 대각선 방향 중에서 선택됨 - 이 모두 네 개의 광응답을 포함하도록 MRU(500)에 배열되는 상이한 네 개의 스펙트럼 광응답(S1-S4)을 포함한다. MRU(500)에서, MRU 내의 세 방향은 모두 네개의 스펙트럼 광응답(S1-S4)을 포함하고, 도 5a에서 밝은 회색 선으로 도시된 바와 같이, MRU(500)에서 모든 열은 주 대각선 및 부 대각선과 마찬가지로 모든 스펙트럼 광응답을 포함한다.
도 5b는 개별 필터가 MRU(500)에서처럼 배열되지만 스펙트럼 광응답(S1-S4)의 특정 할당을 갖는 MRU(525)의 실시예를 도시한다. MRU(525)에서 스펙트럼 광응답(S1-S4)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 포함하는 원색 세트, 및 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 x 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 추가적인 광응답(X)으로부터 선택된다. MRU(525)에서, 스펙트럼 광응답은 S1이 적색, S2가 녹색, S3이 청색, S4가 광응답(X)이 되도록 할당된다.
도 5c는 MRU(525)와 유사한 MRU(550)의 일 실시예를 도시하며, 주요 차이점은 MRU(550)에서 스펙트럼 광응답(S1-S3)이 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)를 포함하는 원색 세트로부터 선택되는 것이다. S4는 전술한 바와 같이 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색 (즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 x 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 광응답 X이 지속된다.
도 6a 내지 도 6c는 최소 반복 유닛의 다른 실시예를 도시한다. 도 6a는 M 행과 Y 열로 배열되는 16 개별 필터의 세트를 포함하는 MRU(600)의 일 실시예를 도시하고, 이 실시예에서, M = N = 4이고 따라서 MRU(500)은 4 x 4 MRU이지만, 다른 실시예에서 M 및 N은 더 크거나 더 작은 값을 가질 수 있고 동일한 값을 가질 필요는 없다.
MRU(600)에서 16 개별 필터는 MRU 내의 적어도 두 방향 - 적어도 두 방향은 행 방향, 열 방향, 주 대각선 방향 및 부 대각선 방향 중에서 선택됨 - 이 모두 네 개의 광응답을 포함하도록 MRU(600) 내에 배열되는 상이한 네 개의 스펙트럼 광응답(S1-S4)을 포함한다. MRU(600)에서, MRU 내의 세 방향은 모두 네 개의 스펙트럼 광응답(S1-S4)을 포함하고, 도 6a에서 밝은 회색 선으로 도시된 바와 같이, MRU(600)에서 모든 행은 주 대각선 및 부 대각선과 마찬가지로 모든 스펙트럼 광응답을 포함한다.
도 6b는 개별 필터가 MRU(600)에서처럼 배열되지만 스펙트럼 광응답(S1-S4)의 특정 배열을 갖는 MRU(625)의 실시예를 도시한다. MRU(625)에서, 스펙트럼 광응답(S1-S4)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 포함하는 원색 세트와, 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 x 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 추가적인 광응답(X)으로부터 선택된다. MRU(625)에서, 스펙트럼 광응답은 S1이 적색이고, S2가 녹색이고, S3이 청색이고, S4가 광응답(X)이 되도록 할당된다.
도 6c는 MRU(625)와 유사한 MRU(650)의 실시예를 도시하며, 주요 차이점은 MRU(650)에서 스펙트럼 광응답(S1-S3)이 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)를 포함하는 원색 세트로부터 선택된다는 것이다. S4는 위에서와 같이 추가적인 컬러일 수 있거나 또는 전정색 (즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 X 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 광응답(X)이 지속되고 있다.
도 7a 내지 도 7c는 최소 반복 유닛의 다른 실시예를 도시한다. 도 7a는 M 행과 N 열로 배열되는 25 개별 필터의 세트를 포함하는 MRU(700)의 실시예를 도시하며, 이 실시예에서, M = N = 5이고 그래서 MRU(500)은 5 x 5 MRU 이지만, 다른 실시예에서 M 및 N은 더 크거나 더 작은 값을 가질 수 있고 동일한 값을 가질 필요가 없다.
MRU(700)에서 25 개별 필터는 MRU 내의 적어도 두 방향 - 적어도 두 방향은 행 방향, 열 방향, 주 대각선 방향 및 부 대각선 방향 중에서 선택됨 - 이 적어도 한번, 모두 네 개의 광응답을 포함하도록 MRU(700)에 배열되는 상이한 네 개의 스펙트럼 광응답(S1-S4)을 포함한다. 단지 네 개의 광응답이 있지만 방향마다 다섯 개의 필터가 있기 때문에, 네 개의 스펙트럼 광응답 중 하나의 스펙트럼 광응답은 한 방향으로 반복되어야 한다. 그러므로, MRU(700)에서, MRU 내의 4 방향은 모든 스펙트럼 광응답(S1-S4)의 적어도 한 번의 발생을 포함한다. 도 7a에서 밝은 회색 선으로 도시된 바와 같이, MRU(700)에서 모든 행과 모든 열은 주 대각선 및 부 대각선과 마찬가지로 모든 스펙트럼 광응답의 적어도 한 번의 발생을 포함한다. 결과적으로, 도 7a에 도시된 패턴은 라틴 방진(Latin square)이라고 알려진 수학적 구조의 변형예로 간주될 수 있다.
도 7b는 개별 필터가 MRU(700)에서처럼 배열되지만 스펙트럼 광응답(S1-S4)의 특정 할당을 갖는 MRU(725)의 일 실시예를 도시한다. MRU(725)에서 스펙트럼 광응답(S1-S4)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 포함하는 원색 세트, 및 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 x 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 추가적인 광응답(X)으로부터 선택된다. MRU(725)에서, 스펙트럼 광응답은 S1이 적색, S2가 녹색, S3이 청색, S4가 광응답(X)이 되도록 할당된다.
도 7c는 MRU(725)와 유사한 MRU(750)의 실시예를 도시하며, 주요 차이점은 MRU(750)에서 스펙트럼 광응답(S1-S3)이 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)를 포함하는 원색 세트로부터 선택되는 것이다. S4는 위에서와 같이 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 X 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 광응답(X)이 지속된다.
도 8a 내지 도 8c는 최소 반복 유닛의 다른 실시예를 도시한다. 도 8a는 M 행과 N 열로 배열되는 25 개별 필터의 세트를 포함하는 MRU(800)의 실시예를 도시하며, 이 실시예에서, M = N = 4이지만, 다른 실시예에서 M 및 N은 더 크거나 더 작은 값을 가질 수 있고 동일한 값을 가질 필요는 없다(예를 들면 도 9 및 도 10을 참조).
MRU(900)에서 25 개별 필터는 MRU 내의 적어도 두 방향 - 적어도 두 방향은 행 방향, 열 방향, 주 대각선 방향 및 부 대각선 방향 중에서 선택됨 - 이 모두 다섯 스펙트럼 광응답을 포함하도록 MRU(800) 내에 배열되는 상이한 다섯 스펙트럼 광응답(S1-S5)을 포함한다. MRU 내의 네 방향은 모두 다섯 스펙트럼 광응답(S1-S5)을 포함하고, 도 8a에서 밝은 회색 선으로 도시된 바와 같이, MRU(800)에서 모든 행과 모든 열은 주 대각선 및 부 대각선과 마찬가지로 모든 스펙트럼 광응답(S1-S5)의 발생을 포함한다. 그 결과, 도 8a에서 도시되는 패턴은 라틴 방진을 포함한다.
도 8b는 개별 필터가 MRU(800)에서처럼 배열되지만 스펙트럼 광응답(S1-S5)의 특정 배열을 갖는 MRU(825)의 실시예를 도시한다. MRU(825)에서, 스펙트럼 광응답(S1-S5)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 포함하는 원색 세트와, 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 x 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 추가적인 광응답(X 및 Z)으로부터 선택된다. MRU(825)에서, 스펙트럼 광응답은 S1이 적색이고, S2가 녹색이고, S3이 청색이고, S4가 광응답(X)이고, S5가 스팩트럼 광응답(Z)이 되도록 할당된다.
도 8c는 MRU(825)와 유사한 MRU(850)의 일 실시예를 도시하며, 주요 차이점은 스펙트럼 광응답(S1-S3)이 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)를 포함하는 원색 세트로부터 선택된다는 것이다. S4는 광응답(X)이 지속되고 S5는 광응답(Z)이 지속되며, 전술한 바와 같이 추가적인 컬러 광응답일 수 있거나 또는 전정색 (즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 x 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있다.
도 9는 직사각형(정사각형이 아닌) 최소 반복 유닛(900)의 실시예를 도시한다. MRU(900)는 M 행과 N 열로 배열되는 32 개별 필터의 세트를 포함하고, 이 실시예에서, M = 4, N = 8이지만, 다른 실시예에서 M 및 N은 도시된 것보다 더 크거나 더 작은 값을 가질 수 있다. MRU(900)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 포함하는 원색 세트, 및 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 x 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 추가적인 광응답(X)로부터 선택되는 네개의 스펙트럼 광응답(S1-S4)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 스펙트럼 광응답은 S1이 적색이고, S2가 녹색이고, S3이 청색이고, S4가 스펙트럼 광응답(X)이 되도록 할당된다. 다른 실시예에서, 광응답은 시안, 마젠타 및 옐로우와 같은 다른 원색 세트로부터 선택될 수 있다.
M이 N의 정수 배 또는 그 반대인 직사각형 MRU 실시예에서, MRU는 M x M 또는 N x N 셀의 정수로 나누어질 수 있다. MRU(900)는 예를 들면 16 필터의 두 개의 4 x 4 셀 (즉, 두 개의 M x M 셀)로 나누어질 수 있다. 각각의 셀에서 16 개별 필터는 셀 내의 적어도 두 방향 - 적어도 두 방향은 행 방향, 열 방향, 주 대각선 방향 및 부 대각선 방향 중에서 선택됨 - 이 모두 네 개의 광응답을 포함하도록 셀에 배열되는 상이한 네 개의 스펙트럼 광응답을 포함한다. MRU(900)에 MRU의 각각의 셀 내의 세 방향은 모두 네 개의 스펙트럼 광응답을 포함하고, 도 9에서 밝은 회색 선으로 도시된 바와 같이, 각각의 셀에서 모든 열은 주 셀 대각선 및 부 셀 대각선과 마찬가지로 모든 스펙트럼 광응답(S1-S5)의 발생을 포함한다.
도 10은 직사각형(정사각형이 아닌) 최소 반복 유닛(1000)의 실시예를 도시한다. MRU(1000)는 M 행과 N 열로 배열되는 32 개별 필터의 세트를 포함하고, 이 실시예에서, M = 8, N = 4이지만, 다른 실시예에서 M 및 N은 도시된 것보다 더 크거나 더 작은 값을 가질 수 있다. MRU(1000)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 포함하는 원색 세트, 및 추가적인 컬러일 수 있거나 전정색(즉, 투명 또는 무색), 적외선, 자외선 또는 x 선과 같은 색이 없거나 보이지 않는 광응답일 수 있는 추가적인 광응답(X)로부터 선택되는 네개의 스펙트럼 광응답을 포함한다. 도시된 실시예에서, 스펙트럼 광응답은 S1이 적색이고, S2가 녹색이고, S3이 청색이고, S4가 스펙트럼 광응답(X)가 되도록 할당된다. 다른 실시예에서, 광응답은 시안, 마젠타 및 옐로우와 같은 다른 원색 세트로부터 선택될 수 있다.
M이 N의 정수 배이거나 또는 그 반대로도 가능한 정수 배 또는 그 반대인 N x N 셀의 정수로 나누어질 수 있다. MRU(1000)는 예를 들면 16 필터의 두 개의 4 x 4 셀 (즉, 두 개의 N x N 셀)로 나누어질 수 있다. MRU(1000)의 각각의 셀에서 16 개별 필터는 셀 내의 적어도 두 방향 - 적어도 두 방향은 행 방향, 열 방향, 주 대각선 방향 및 부 대각선 방향 중에서 선택됨 - 이 모두 네개의 스펙트럼 광응답을 포함하도록 셀에 배열되는 상이한 네개의 스펙트럼 광응답을 포함한다. MRU(10000)에서 MRU의 각각의 셀 내의 세 방향은 모두 네개의 스펙트럼 광응답을 포함하고, 도 9에서 밝은 회색 선으로 도시된 바와 같이, 각각의 셀에서 모든 행은 주 셀 대각선 및 부 셀 대각선과 마찬가지로 모든 스펙트럼 광응답의 발생을 포함한다.
도 11은 부분 컬러 필터 어레이(CFA)(1100)의 실시예를 도시한다. CFA(1100)는 대부분의 실제 이미지 센서에서 완전한 CFA가 도시된 것보다 실질적으로 더 커서, 도면에서 완전한 CFA를 도시하는 것이 비현실적이기 때문에 "부분적"으로 설명된다. 그럼에도 불구하고 부분 CFA(1100)의 특성에 관해 따르는 것은 완전한 CFA에도 해당된다.
부분 CFA(1100)는 MRU의 3행 및 3열의 어레이에서 (예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이) 함께 타일링된 아홉 개의 MRU(525)로 이루어진다. CFA(1100)는 대각선 특성을 갖는 MRU - 즉, 모든 스펙트럼 광응답이 주 대각선, 부 대각선 또는 두 대각선 모두를 따라 발견되는 MRU - 로 형성되는 CFA의 특성을 도시한다. 주 대각선을 따라 모든 광응답을 갖는 MRU를 타일링함으로써 형성되는 CFA는 또한 주 대각선을 따라서 뿐만 아니라 스펙트럼 광응답의 개수와 적어도 동일한 개수의 개별 필터를 갖는 모든 짧은 주 대각선을 따라서 있는 모든 스펙트럼 광응답을 가질 것이다. 부 대각선을 따라 있는 모든 광응답을 갖는 MRU에도 동일하게 해당되고, 모든 스펙트럼 응답은 CFA의 부 대각선을 따라서 뿐만 아니라 스펙트럼 광응답의 개수와 적어도 동일한 개수의 개별 필터를 갖는 임의의 짧은 부 대각선을 따라서 발견될 것이다.
도시된 실시예에서, CFA(1100)는 네개의 스펙트럼 광응답을 가지고 또한 그의 주 대각선 및 부 대각선 모두를 따라 모든 광응답을 갖는 MRU(525)로 형성된다. 도 11a에 희미한 회색 선으로 도시된 바와 같이, 결과적인 CFA(1100)는 네 개 이상의 필터를 가진 그의 주 대각선 및 모든 짧은 주 대각선상의 모든 광응답을 갖는다. 또한, 도 11b에서 알 수 있는 바와 같이, CFA(1100)는 또한 네 개 이상의 필터를 가진 그의 부 대각선 및 모든 짧은 부 대각선상의 모든 광응답을 갖는다.
도 12는 부분 컬러 필터 어레이(CFA)(1200)의 실시예를 도시한다. CFA(1200)는 대부분의 실제 이미지 센서에서 완전한 CFA는 도시된 것보다 실질적으로 더 커서, 도면에서 완전한 CFA를 도시하는 것이 비현실적이기 때문에 "부분적"으로 기술된다. 그럼에도 불구하고 부분 CFA(1200)의 특성에 관해 따르는 것은 완전한 CFA에도 해당된다.
부분 CFA(1200)는 MRU의 3행 및 4열의 어레이에서 (예를 들면 도 3a에 도시된 바와 같이) 함께 타일링되는 아홉 개의 직사각형 MRU(900)로 이루어진다. CFA(1200)는 대각선 특성을 갖는 셀로 나누어질 수 있는 직사각형 MRU - 즉, 모든 스펙트럼 광응답이 셀의 주 대각선, 셀의 부 대각선 또는 주 대각선 및 부 대각선 모두를 따라 발견되는 셀을 갖는 MRU - 로 형성되는 CFA의 특성을 도시한다. 주 대각선을 따라 모든 광응답을 갖는 셀로 나누어지는 MRU를 타일링함으로써 형성되는 CFA는 또한 주 대각선을 따라서 뿐만 아니라 스펙트럼 광응답의 개수와 적어도 동일한 개수의 개별 필터를 갖는 모든 짧은 주 대각선을 따라서 있는 모든 스펙트럼 광응답을 가질 것이다. 부 대각선을 따라 있는 모든 광응답을 갖는 셀로 나누어지는 MRU에도 대응하게 해당되고, 모든 스펙트럼 응답은 CFA의 부 대각선을 따라서 뿐만 아니라 스펙트럼 광응답의 개수와 적어도 동일한 개수의 개별 필터를 갖는 임의의 짧은 부 대각선을 따라서 발견될 것이다.
도시된 실시예에서, CFA(1200)는 MRU(900)를 타일링함으로써 형성된다. MRU(900)는 네개의 광응답을 갖는 4 x 8 직사각형 MRU이다. MRU는 두 개의 4 x 4 셀로 나누어질 수 있고, 4 x 4 셀 각각은 주 대각선 및 부 대각선 모두를 따라 모두 네개의 스펙트럼 광응답을 갖는다. 도 12에서 희미한 회색 선으로 도시된 바와 같이, CFA(1200)는 또한 네 개 이상의 필터를 가진 주 대각선과 모든 짧은 주 대각선상의 모든 광응답을 갖는다. 도 12에서 알 수 있는 바와 같이, CFA(1200)는 네개 이상의 필터를 가진 부 대각선과 모든 짧은 부 대각선상의 모든 광응답을 갖는다.
요약서에 설명된 것을 포함하여, 발명의 도시된 실시예의 전술한 설명은 본 발명을 개시된 형태대로 빠뜨리지 않게 하거나 한정하려 의도하는 것은 아니다. 발명의 특정 실시예 및 발명의 예가 예시적인 목적을 위해 본 명세서에서 설명되지만, 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자가 인식하는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 각종의 동등한 변형 예가 가능하다. 전술한 상세한 설명에 비추어 본 발명에 대한 이러한 변형예가 이루어질 수 있다.
다음의 청구범위에서 사용되는 용어는 발명을 개시된 실시예로 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 본 발명의 범위는 청구범위 해석의 확립된 가르침에 따라 해석되어야 하는 전적으로 다음의 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (24)

  1. 컬러 필터 어레이로서,
    복수의 타일링된 최소 반복 유닛(minimal repeating unit)을 포함하고, 각각의 최소 반복 유닛은,
    M 행 x N 열의 어레이로 그룹화되는 개별 필터의 세트를 포함하고, 각 세트의 개별 필터는 적어도 제 1 스펙트럼 광응답, 제 2 스펙트럼 광응답, 제 3 스펙트럼 광응답 및 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 복수의 개별 필터를 포함하고,
    M이 N과 동일하면 각각의 최소 반복 유닛 내의 적어도 두 방향은 상기 스펙트럼 광응답 모두를 갖는 개별 필터를 포함하고, 상기 적어도 두 방향은 상기 최소 반복 유닛의 행, 열, 주 대각선 및 부 대각선으로 구성되는 방향의 세트로부터 선택되고,
    M이 N과 동일하지 않으면 상기 최소 반복 유닛 내의 하나 이상의 N x N 셀 또는 M x M 셀 중 각각의 셀 내의 적어도 두 방향은 상기 스펙트럼 광응답 모두를 갖는 개별 필터를 포함하고, 상기 적어도 두 방향은 각각의 N x N 셀 또는 M x M 셀의 행, 열, 주 대각선 및 부 대각선으로 구성되는 방향의 세트로부터 선택되는
    컬러 필터 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    M = N 이고 상기 광응답 모두가 상기 주 대각선 또는 상기 부 대각선상에서 발견되면, 결과적인 컬러 필터 어레이는 스펙트럼 광응답의 개수와 같거나 많은 개수의 개별 필터를 포함하는 임의의 대각선에서 상기 광응답 모두를 갖는
    컬러 필터 어레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    M ≠ N이고 상기 광응답 모두가 N x N 셀 또는 M x M 셀 내의 상기 주 대각선 또는 상기 부 대각선 상에서 발견되면, 결과적인 컬러 필터 어레이는 스펙트럼 광응답의 개수와 같거나 많은 개수의 개별 필터를 포함하는 임의의 대각선에서 상기 광응답 모두를 갖는
    컬러 필터 어레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    M = M = 4이고 최소 반복 유닛은
    S3 S4 S2 S1
    S2 S1 S3 S4
    S4 S3 S1 S2
    S1 S2 S4 S3
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    컬러 필터 어레이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 스펙트럼 광응답, 제 2 스펙트럼 광응답 및 제 3 스펙트럼 광응답은 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)로 구성되는 그룹으로부터 선택되고,
    상기 제 4 스펙트럼 광응답은 전정색(panchromatic), 적외선, 자외선 및 x 선으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    컬러 필터 어레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    M = N = 4이고 상기 최소 반복 유닛은
    S2 S1 S2 S1
    S4 S3 S4 S3
    S1 S2 S1 S2
    S3 S4 S3 S4
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    컬러 필터 어레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    M = N = 4이고 상기 최소 반복 유닛은
    S2 S4 S1 S3
    S1 S3 S2 S4
    S2 S4 S1 S3
    S1 S3 S2 S4
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    컬러 필터 어레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    M = N = 5이고 상기 최소 반복 유닛은
    S3 S2 S2 S1 S4
    S2 S1 S4 S3 S2
    S4 S3 S2 S2 S1
    S2 S2 S1 S4 S3
    S1 S4 S3 S2 S2
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    컬러 필터 어레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    M = N = 5이고 상기 최소 반복 유닛은
    S1 S2 S3 S4 S5
    S3 S4 S5 S1 S2
    S5 S1 S2 S3 S4
    S2 S3 S4 S5 S1
    S4 S5 S1 S2 S3
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S5는 제 5 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    컬러 필터 어레이.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 스펙트럼 광응답, 제 2 스펙트럼 광응답 및 제 3 스펙트럼 광응답은 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)로 구성되는 그룹으로부터 선택되고,
    상기 제 4 스펙트럼 광응답 및 제 5 스펙트럼 광응답은 전정색, 적외선, 자외선 및 x 선으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    컬러 필터 어레이.
  11. 제 1 항에 있어서,
    M = 4, N = 8이고, 상기 최소 반복 유닛은
    S2 S1 S2 S1 S4 S3 S4 S3
    S4 S3 S4 S3 S2 S1 S2 S1
    S1 S2 S1 S2 S3 S4 S3 S4
    S3 S4 S3 S4 S1 S2 S1 S2
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    컬러 필터 어레이.
  12. 제 1 항에 있어서,
    M = 8, N = 4이고, 상기 최소 반복 유닛은
    S2 S4 S1 S3
    S1 S3 S2 S4
    S2 S4 S1 S3
    S1 S3 S2 S4
    S4 S2 S3 S1
    S3 S1 S4 S2
    S4 S2 S3 S1
    S3 S1 S4 S2
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    컬러 필터 어레이.
  13. 이미지 센서로서,
    복수의 개별 필터를 포함하는 픽셀 어레이와,
    상기 픽셀 어레이 위에 배치되고 상기 픽셀 어레이에 광학적으로 결합되는 컬러 필터 어레이 - 상기 컬러 필터 어레이는 복수의 타일링된 최소 반복 유닛을 포함하고, 각각의 최소 반복 유닛은
    M 행 x N 열의 어레이로 그룹화되는 개별 필터의 세트를 포함하고, 각 세트의 개별 필터는 적어도 제 1 스펙트럼 광응답, 제 2 스펙트럼 광응답, 제 3 스펙트럼 광응답 및 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 복수의 개별 필터를 포함하고,
    M이 N과 동일하면 각각의 최소 반복 유닛 내의 적어도 두 방향은 상기 스펙트럼 광응답 모두를 갖는 개별 필터를 포함하고, 상기 적어도 두 방향은 상기 최소 반복 유닛의 행, 열, 주 대각선 및 부 대각선으로 구성되는 방향의 세트로부터 선택되고,
    M이 N과 동일하지 않으면 상기 최소 반복 유닛 내의 하나 이상의 N x N 셀 또는 M x M 셀 중 각각의 셀 내의 적어도 두 방향은 상기 스펙트럼 광응답 모두를 갖는 개별 필터를 포함하고, 상기 적어도 두 방향은 각각의 N x N 셀 또는 M x M 셀의 행, 열, 주 대각선 및 부 대각선으로 구성되는 방향의 세트로부터 선택됨 - 를 포함하는
    이미지 센서.
  14. 제 13 항에 있어서,
    M = N 이고 상기 광응답 모두가 상기 주 대각선 또는 상기 부 대각선상에서 발견되면, 결과적인 컬러 필터 어레이는 스펙트럼 광응답의 개수와 같거나 많은 개수의 개별 필터를 포함하는 임의의 대각선에서 상기 광응답 모두를 갖는
    이미지 센서.
  15. 제 13 항에 있어서,
    M ≠ N이고 상기 광응답 모두가 N x N 셀 또는 M x M 셀 내의 상기 주 대각선 또는 상기 부 대각선 상에서 발견되면, 결과적인 컬러 필터 어레이는 스펙트럼 광응답의 개수와 같거나 많은 개수의 개별 필터를 포함하는 임의의 대각선에서 상기 광응답 모두를 갖는
    이미지 센서.
  16. 제 13 항에 있어서,
    M = N = 4이고 최소 반복 유닛은
    S3 S4 S2 S1
    S2 S1 S3 S4
    S4 S3 S1 S2
    S1 S2 S4 S3
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    이미지 센서.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 스펙트럼 광응답, 제 2 스펙트럼 광응답 및 제 3 스펙트럼 광응답은 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)로 구성되는 그룹으로부터 선택되고,
    상기 제 4 스펙트럼 광응답은 전정색, 적외선, 자외선 및 x 선으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    이미지 센서.
  18. 제 13 항에 있어서,
    M = N = 4이고 상기 최소 반복 유닛은
    S2 S1 S2 S1
    S4 S3 S4 S3
    S1 S2 S1 S2
    S3 S4 S3 S4
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    이미지 센서.
  19. 제 13 항에 있어서,
    M = N = 4이고 상기 최소 반복 유닛은
    S2 S4 S1 S3
    S1 S3 S2 S4
    S2 S4 S1 S3
    S1 S3 S2 S4
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    이미지 센서.
  20. 제 13 항에 있어서,
    M = N = 5이고 상기 최소 반복 유닛은
    S3 S2 S2 S1 S4
    S2 S1 S4 S3 S2
    S4 S3 S2 S2 S1
    S2 S2 S1 S4 S3
    S1 S4 S3 S2 S2
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    이미지 센서.
  21. 제 13 항에 있어서,
    M = N = 5이고 최소 반복 유닛은
    S1 S2 S3 S4 S5
    S3 S4 S5 S1 S2
    S5 S1 S2 S3 S4
    S2 S3 S4 S5 S1
    S4 S5 S1 S2 S3
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S5는 제 5 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    이미지 센서.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 스펙트럼 광응답, 제 2 스펙트럼 광응답 및 제 3 스펙트럼 광응답은 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)로 구성되는 그룹으로부터 선택되고,
    상기 제 4 스펙트럼 광응답 및 제 5 스펙트럼 광응답은 전정색, 적외선, 자외선 및 x 선으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    이미지 센서.
  23. 제 13 항에 있어서,
    M = 4, N = 8이고, 상기 최소 반복 유닛은
    S2 S1 S2 S1 S4 S3 S4 S3
    S4 S3 S4 S3 S2 S1 S2 S1
    S1 S2 S1 S2 S3 S4 S3 S4
    S3 S4 S3 S4 S1 S2 S1 S2
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    이미지 센서.
  24. 제 13 항에 있어서,
    M = 8, N = 4이고, 상기 최소 반복 유닛은
    S2 S4 S1 S3
    S1 S3 S2 S4
    S2 S4 S1 S3
    S1 S3 S2 S4
    S4 S2 S3 S1
    S3 S1 S4 S2
    S4 S2 S3 S1
    S3 S1 S4 S2
    이고
    S1은 상기 제 1 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S2는 상기 제 2 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S3은 상기 제 3 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내고, S4는 상기 제 4 스펙트럼 광응답을 갖는 개별 필터를 나타내는
    이미지 센서.
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