KR20170124501A - Image sensing apparatus with position control functuion of optical filter - Google Patents

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KR20170124501A
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백명흠
허은정
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백명흠
허은정
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Abstract

The present invention relates to an image sensing apparatus having an optical filter position adjustment function. The image sensing apparatus has an optical filter position adjustment part of which height is adjusted in response to an electrical control signal applied between a color filter layer and an optical filter layer formed in an upper part of an image sensor, compares an image provided from the image sensor with a reference image, and depending on the comparison result, controls the optical filter position adjustment part to adjust a position of the optical filter layer.

Description

광필터 위치 조절기능을 갖는 이미지 센싱 장치{Image sensing apparatus with position control functuion of optical filter}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensing apparatus having an optical filter position adjustment function,

본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 특히 광필터 위치 조절기능을 갖는 이미지 센싱 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor, and more particularly, to an image sensing apparatus having an optical filter position adjustment function.

이미지 센서는 디지털 스틸 카메라 및 카메라 폰에서 널리 이용되는 화상 감지 소자로서 알려져 있다. Image sensors are known as image sensing devices that are widely used in digital still cameras and camera phones.

이미지 센서를 구성하는 이미지 센싱 장치에는 적외선을 필터링하는 적외선 필터와 같은 광 필터가 채용될 수 있는데, 그러한 광 필터와 이미지 센서 간의 거리는 제조나 조립 시에 고정되어 있기 때문에 광 필터의 차단 특성이 변화되거나 정확한 위치에 고정되지 않았을 경우에 이미지 센싱 장치의 이미지 센싱 성능이 저하되는 문제를 초래할 수 있다.An image sensing apparatus constituting the image sensor may employ an optical filter such as an infrared filter for filtering infrared rays. Since the distance between the optical filter and the image sensor is fixed at the time of manufacture or assembly, The image sensing performance of the image sensing device may be deteriorated if it is not fixed at the correct position.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 광필터 위치 조절기능을 갖는 이미지 센싱 장치 및 그에 따른 이미지 센싱 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an image sensing apparatus having an optical filter position adjustment function and an image sensing method therefor.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예적 일 양상에 따라, 이미지 센싱 장치는, According to one aspect of the present invention, there is provided an image sensing apparatus including:

단위 픽셀을 통해 이미지를 센싱하는 이미지 센서;An image sensor for sensing an image through a unit pixel;

컬러 필터링을 위해 상기 이미지 센서의 상부에 형성된 컬러 필터 층;A color filter layer formed on top of the image sensor for color filtering;

인가되는 전기적 제어신호에 응답하여 높이가 조절되는 광필터 위치 조절부;An optical filter position adjuster whose height is adjusted in response to an applied electrical control signal;

상기 광필터 위치 조절부의 상부에 설치된 광필터 층; 및An optical filter layer disposed on the optical filter position adjusting unit; And

상기 이미지 센서로부터 제공되는 이미지를 기준 이미지와 비교하고 그 비교 결과에 따라 상기 광필터 위치 조절부를 제어하여 상기 광필터 층의 위치가 조절되도록 하는 제어기를 구비한다. And a controller for comparing the image provided from the image sensor with a reference image and controlling the position of the optical filter layer by controlling the optical filter position adjusting unit according to the comparison result.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 조절부는 압전 소자로 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the optical filter regulator may be constituted by a piezoelectric element.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 조절부는 전기활성 폴리머 액츄에이터로 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the optical filter regulator may comprise an electroactive polymer actuator.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 조절부는 코일 액츄에이터로 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the optical filter controller may be constituted by a coil actuator.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 조절부는 자이로 스코프로 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the optical filter controller may be configured as a gyroscope.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 층은 적외선 필터 층일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the optical filter layer may be an infrared filter layer.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 층은 저역통과 적외선 필터층과 고역통과 적외선 필터층을 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the optical filter layer may include a low-pass infrared filter layer and a high-pass infrared filter layer.

본 발명의 실시 예에서, 상기 컬러 필터 층과 상기 광필터 위치 조절 층 사이에 마이크로 렌즈 층이 더 구비될 수 있다. In an exemplary embodiment of the present invention, a microlens layer may be further provided between the color filter layer and the optical filter alignment layer.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예적 또 다른 양상에 따라, 이미지 센싱 장치는, According to still another aspect of the present invention, there is provided an image sensing apparatus comprising:

단위 픽셀을 통해 이미지를 센싱하는 이미지 센서;An image sensor for sensing an image through a unit pixel;

컬러 필터링을 위해 상기 이미지 센서의 상부에 형성된 컬러 필터 층;A color filter layer formed on top of the image sensor for color filtering;

인가되는 전기적 제어신호에 응답하여 높이가 조절되는 광필터 위치 조절 층;An optical filter position adjustment layer whose height is adjusted in response to an applied electrical control signal;

상기 광필터 위치 조절부의 상부에 설치된 광필터 층을 포함하는 이미지 센싱 장치.And an optical filter layer disposed on the optical filter position adjusting unit.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 조절 층은 압전 소자, 전기활성 폴리머 액츄에이터, 코일 액츄에이터, 및 자이로 스코프 중 어느 하나로 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the optical filter control layer may comprise any one of a piezoelectric element, an electroactive polymer actuator, a coil actuator, and a gyroscope.

본 발명의 실시 예에서, 상기 컬러 필터 층과 상기 광필터 위치 조절 층의 사이에 마이크로 렌즈 층이 더 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a microlens layer may be further provided between the color filter layer and the optical filter position adjustment layer.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예적 다른 양상에 따라, 이미지 센싱 장치의 동작 제어 방법은, According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an operation of an image sensing apparatus,

이미지 센서의 상부에 위치된 컬러 필터 층과 광필터 층 사이에 광필터 위치 조절부를 설치하는 단계;Providing an optical filter position adjustment unit between the color filter layer and the optical filter layer positioned on top of the image sensor;

상기 이미지 센서로부터 제공되는 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 비교하는 단계; 및Comparing an image provided from the image sensor with a pre-stored reference image; And

상기 비교 결과에 따라 광필터 위치 조절부를 제어하여 상기 광필터 층의 위치가 상부 또는 하부 방향으로 조절되도록 하는 단계를 포함한다. And adjusting the position of the optical filter layer in the upper or lower direction by controlling the optical filter position adjusting unit according to the comparison result.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 조절 부는 압전 소자, 전기활성 폴리머 액츄에이터, 코일 액츄에이터, 및 자이로 스코프 중 어느 하나로 구성되어 전기적 제어신호에 의해 구동될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the optical filter regulator may be composed of a piezoelectric element, an electroactive polymer actuator, a coil actuator, and a gyroscope and may be driven by an electrical control signal.

상기한 바와 같은 본 발명의 이미지 센싱 장치에 따르면, 광필터의 위치가 가변적으로 조절될 수 있으므로 이미지 센싱의 퍼포먼스가 개선되는 이점이 있다.According to the image sensing apparatus of the present invention as described above, since the position of the optical filter can be variably adjusted, there is an advantage that the performance of image sensing is improved.

도 1은 일반적인 이미지 센서의 단위 픽셀을 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 구조도이다.
도 3은 도 2중 광필터 위치 조절부의 예시적 구성도이다.
도 4는 도 3의 광필터 위치 조절부에 대한 구동 동작을 설명하기 위해 제시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 전체 구조도이다.
도 6은 도 2중 광필터 위치 조절부의 다른 예시적 구성도이다.
도 7은 도 6의 광필터 위치 조절부에 대한 구동 동작을 설명하기 위해 제시된 도면이다.
도 8은 도 7에 따른 구동 범위를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 적용되는 CMOS 이미지 센서의 단위화소의 배열을 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9의 a-a' 방향으로 절취한 CMOS 이미지 센서의 단위화소를 나타내는 단면도이다.
1 is a circuit diagram showing a unit pixel of a general image sensor.
2 is a structural view of an image sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary configuration diagram of an optical filter position adjusting unit in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a driving operation of the optical filter position adjusting unit of FIG. 3. FIG.
5 is an overall structural view of an image sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is another exemplary configuration diagram of the optical filter position adjusting unit in FIG. 2. FIG.
7 is a diagram illustrating a driving operation of the optical filter position adjusting unit of FIG.
8 is a view showing a driving range according to Fig.
9 is a plan view showing an arrangement of unit pixels of a CMOS image sensor according to the present invention.
10 is a cross-sectional view showing a unit pixel of a CMOS image sensor taken along a direction aa 'of FIG.

위와 같은 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은, 이해의 편의를 제공할 의도 이외에는 다른 의도 없이, 개시된 내용이 보다 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art, without intention other than to provide an understanding of the present invention.

본 명세서에서, 어떤 소자 또는 라인들이 대상 소자 블록에 연결된다 라고 언급된 경우에 그것은 직접적인 연결뿐만 아니라 어떤 다른 소자를 통해 대상 소자 블록에 간접적으로 연결된 의미까지도 포함한다. In this specification, when it is mentioned that some element or lines are connected to a target element block, it also includes a direct connection as well as a meaning indirectly connected to the target element block via some other element.

또한, 각 도면에서 제시된 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가급적 나타내고 있다. 일부 도면들에 있어서, 소자 및 라인들의 연결관계는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 나타나 있을 뿐, 타의 소자나 기능블록들이 더 구비될 수 있다. In addition, the same or similar reference numerals shown in the drawings denote the same or similar components as possible. In some drawings, the connection relationship of elements and lines is shown for an effective explanation of the technical contents, and other elements or functional blocks may be further provided.

여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함될 수 있으며, 반도체 제조 설비 등에 장착되는 히터 장치 제어의 기본적 동작과 내부의 메카니즘 세부는 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 상세히 설명되지 않음을 유의(note)하라.Each of the embodiments described and exemplified herein may also include complementary embodiments thereof, and the basic operation and internal mechanism details of heater device control mounted on a semiconductor manufacturing facility or the like are described in detail in order to avoid obscuring the gist of the present invention. Please note that it is not.

이미지 센서(image sensor)는 1차원 또는 2차원 이상의 광학 정보를 전기신호로 변환하는 장치이다. 이미지 센서의 종류는 크게 나누어 촬상관과 고체 촬상 소자로 분류된다. 촬상관은 텔레비전을 중심으로 하여 화상처리기술을 구사한 계측, 제어, 인식 등에서 널리 상용되며 응용 기술이 발전되었다. 시판되는 고체의 이미지 센서는 MOS(metal-oxide-semiconductor)형과 CCD(charge coupled device)형의 2종류가 있다.An image sensor is an apparatus for converting one-dimensional or two-dimensional or more optical information into an electric signal. The types of image sensors are largely divided into an image pickup tube and a solid-state image pickup element. The imaging tube is widely used in the measurement, control, and recognition using the image processing technology centering on the television, and the application technology is developed. There are two types of commercially available solid-state image sensors: a metal-oxide-semiconductor (MOS) type and a charge coupled device (CCD) type.

CMOS 이미지 센서는 CMOS 제조 기술을 이용하여 광학적 이미지를 전기적신호로 변환시키는 소자로서, 픽셀수 만큼 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용하고 있다. A CMOS image sensor is a device that converts an optical image into an electrical signal using CMOS fabrication technology. The CMOS image sensor employs a switching method that sequentially produces outputs by using MOS transistors as many as the number of pixels.

CMOS 이미지 센서는, 종래 이미지센서로 널리 사용되고 있는 CCD 이미지센서에 비하여 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝 방식의 구현이 가능하며, 신호처리 회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능할 뿐만 아니라, 호환성의 CMOS 기술을 사용하므로 제조 단가를 낮출 수 있고, 전력 소모 또한 크게 낮다는 장점을 지니고 있다.Compared to a CCD image sensor widely used as a conventional image sensor, the CMOS image sensor is simpler in driving method and can realize various scanning methods, and the signal processing circuit can be integrated on a single chip, The use of compatible CMOS technology has the advantage of lowering manufacturing cost and power consumption.

도 1은 4개의 트랜지스터와 2개의 캐패시턴스 구조로 이루어지는 CMOS 이미지 센서의 단위 픽셀을 보이는 회로도로서, 광감지 수단인 포토다이오드(PD)와 4개의 NMOS트랜지스터로 구성되는 CMOS 이미지 센서의 단위픽셀을 보이고 있다. 1 is a circuit diagram showing a unit pixel of a CMOS image sensor having four transistors and two capacitance structures and shows a unit pixel of a CMOS image sensor composed of a photodiode PD as a light sensing means and four NMOS transistors .

4개의 NMOS트랜지스터 중 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)는 포토다이오드(PD)에서 생성된 광전하를 플로팅 확산영역으로 운송하는 역할을 하고, 리셋 트랜지스터(Rx)는 신호검출을 위해 상기 플로팅 확산영역에 저장되어 있는 전하를 배출하는 역할을 하고, 드라이브 트랜지스터(Dx)는 소스팔로워(Source Follower)로서 역할하며, 셀렉트 트랜지스터(Sx)는 스위칭(Switching) 및 어드레싱(Addressing)을 위한 것이다. 도면에서 " Cf" 는 플로팅 확산영역이 갖는 캐패시턴스를, " Cp" 는 포토다이오드가 갖는 캐패시턴스를 각각 나타낸다.Among the four NMOS transistors, the transfer transistor Tx serves to transfer the photo-charges generated in the photodiode PD to the floating diffusion region, and the reset transistor Rx is stored in the floating diffusion region for signal detection The drive transistor Dx serves as a source follower and the select transistor Sx serves for switching and addressing. In the figure, "Cf" represents the capacitance of the floating diffusion region, and "Cp" represents the capacitance of the photodiode.

이와 같이 구성된 이미지 센서 단위픽셀에 대한 동작은 다음과 같이 이루어진다. 처음에는 리셋 트랜지스터(Rx), 트랜스퍼 트랜지스터(Tx) 및 셀렉트 트랜지스터(Sx)를 온(on)시켜 단위픽셀을 리셋시킨다. 이때 포토다이오드(PD)는 공핍되기 시작하여 캐패시턴스 Cp는 전하축적(carrier changing)이 발생하고, 플로팅 확산영역의 캐패시턴스 Cf는 공급전압 VDD 전압까지 전하 축전된다. 그리고 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 오프시키고 셀렉트 트랜지스터(Sx)를 온시킨 다음 리셋트랜지스터(Rx)를 오프시킨다. 이와 같은 동작 상태에서 단위픽셀 출력단(Out)으로부터 출력전압 V1을 읽어 버퍼에 저장시키고 난 후, 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 온시켜 빛의 세기에 따라 변화된 캐패시턴스 Cp의 캐리어들을 캐패시턴스 Cf로 이동시킨 다음, 다시 출력단(Out)에서 출력전압 V2를 읽어들여 V1 - V2에 대한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변경시키므로 단위픽셀에 대한 한 동작주기가 완료된다.The operation of the thus configured image sensor unit pixel is performed as follows. Initially, the reset transistor Rx, the transfer transistor Tx, and the select transistor Sx are turned on to reset the unit pixel. At this time, the photodiode PD starts to deplete, causing capacitance Cp to undergo carrier changing, and the capacitance Cf of the floating diffusion region is charged up to the supply voltage VDD voltage. Then, the transfer transistor Tx is turned off, the select transistor Sx is turned on, and the reset transistor Rx is turned off. After the output voltage V1 is read out from the unit pixel output terminal Out in such an operation state and stored in the buffer, the transfer transistor Tx is turned on to transfer the carriers of the capacitance Cp, which changes in accordance with the intensity of light, to the capacitance Cf, Then, the output voltage V2 is read out from the output terminal (Out), and analog data for V1 - V2 is converted into digital data, thereby completing one operation cycle for the unit pixel.

화상인식 소자로 사용되는 이미지 센서는 입사하는 빛을 손실없이 전자로 바꾸는 능력이 중요하다. 입사하는 빛을 전자로 바꾸어 주는 역할을 하는 소자가 포토다이오드인데, 통상 이미지 센서의 단위픽셀에는 도 1에 보이는 바와 같이 포토다이오드 뿐만 아니라 단위 픽셀 내부의 신호처리를 위한 회로가 복합적으로 구성되기 때문에 포토다이오드의 면적에 제한이 따르게 된다. 이를 극복하기 위하여 단위픽셀 상부에 마이크로렌즈를 형성하여 단위픽셀로 입사하는 빛 중에서 포토다이오드 영역 이외의 지역으로 입사하는 빛을 포토다이오드로 모아준다. 이와 같이 마이크로 렌즈를 형성하는 방법을 통하여 이미지 센서의 광집속도를 향상시킬 수 있다.It is important that the image sensor used as an image recognition element is capable of converting incident light into electrons without loss. Since the unit pixel of the image sensor is composed of a photodiode as well as a circuit for processing signals in the unit pixel, as shown in FIG. 1, a device that serves to convert incident light into electrons is a photodiode. The area of the diode is limited. In order to overcome this problem, a microlens is formed on the unit pixel, and light incident on a region other than the photodiode region among the light entering the unit pixel is collected by the photodiode. The method of forming the microlenses can improve the optical collection speed of the image sensor.

한편, 마이크로 렌즈의 상부에는 적외선(Infrared, IR) 필터가 배치될 수 있는데, 적외선 필터의 결합 위치에 따라 적외선이 차단되는 특성이 달라진다. On the other hand, an infrared (IR) filter may be disposed on the upper portion of the microlens.

본 발명의 실시 예에서는 최적의 적외선 필터링을 위해 적외선 필터의 위치를 조절할 수 있는 광필터 위치 조절층 또는 광필터 업다운부를 구비한다. In an embodiment of the present invention, an optical filter position adjustment layer or an optical filter up-down portion capable of adjusting the position of an infrared filter for optimal infrared filtering is provided.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 구조도이다. 2 is a structural view of an image sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 하우징(150)의 최하부에는 이미지 센서(110)가 배치된다. 상기 이미지 센서(110)는 전술한 바와 같이 단위 픽셀을 통해 이미지를 센싱한다. Referring to FIG. 2, an image sensor 110 is disposed at the lowermost portion of the housing 150. The image sensor 110 senses an image through a unit pixel as described above.

상기 이미지 센서(110)의 상부에는 컬러 필터링을 위해 컬러 필터 층(112)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 컬러 필터 층(112)의 사이즈는 이해의 편의를 위해 하부의 이미지 센서(110)의 사이즈에 비해 과장되게 표현된 것임을 이해하여야 한다. A color filter layer 112 may be formed on the image sensor 110 for color filtering. Here, it should be understood that the size of the color filter layer 112 is exaggerated relative to the size of the lower image sensor 110 for the sake of understanding.

상기 컬러 필터 층(112)의 상부에는 집광을 위해 마이크로 렌즈들이 형성된 마이크로 렌즈 층(116)이 설치될 수 있다. A microlens layer 116 may be formed on the color filter layer 112 to form microlenses for condensing light.

상기 마이크로 렌즈 층(116)의 상부에는 전기적 제어신호에 응답하여 높이가 조절되는 광필터 위치 조절부(200)가 본 발명에서의 목적 달성을 위해 설치된다. An optical filter position adjusting unit 200 having a height adjusted in response to an electrical control signal is installed on the microlens layer 116 for the purpose of the present invention.

여기서, 상기 광필터 위치 조절부(200)를 구성하는 층은 상기 마이크로 렌즈 층(116)이 생략된 경우에 상기 컬러 필터 층(112)의 상부에 일정거리 이격되어 형성될 수 있다. Here, the layer constituting the optical filter position adjuster 200 may be formed at a predetermined distance from the upper portion of the color filter layer 112 when the microlens layer 116 is omitted.

상기 광필터 위치 조절부(200)의 상부에는 광필터 층(300)이 설치된다. An optical filter layer 300 is provided on the optical filter position adjusting unit 200.

여기서, 상기 광필터 층(300)은 적외선 필터일 수 있다. Here, the optical filter layer 300 may be an infrared filter.

적외선 필터는 제1 질화막 및 제1 산화막으로 이루어지는 저역통과(low pass) 적외선 필터와, 저역통과 적외선 필터의 상부에 번갈아 적층된 다수의 제2 질화막 및 제2 산화막으로 이루어지는 고역통과(high pass) 적외선 필터를 포함할 수 있다. The infrared filter includes a low pass infrared filter composed of a first nitride film and a first oxide film, a high pass infrared ray filter composed of a plurality of second nitride films and a second oxide film alternately stacked on the low pass infrared filter, Filter.

저역통과 적외선 필터는 굴절률이 2.3인 770 Å 두께의 제1 질화막과 굴절율이 1.43인 1400 Å 두께의 제1 산화막이 번갈아 5번씩 적층되어 이루어질 경우에 0.7 ㎛ 파장의 광을 모두 반사시킬 수 있다. The low pass infrared filter can reflect all the light having a wavelength of 0.7 탆 when the first nitride film having a refractive index of 2.3 and the first nitride film having a refractive index of 1.43 and the first oxide film having a refractive index of 1.43 are alternately laminated five times.

그리고, 고역통과 적외선 필터는 240 Å 두께의 제2 질화막과 430 Å 두께의 제2 산화막이 번갈아 5번씩 적층되어 이루어질 경우에 0.3 ㎛ 파장의 광을 모두 반사시킬 수 있다. The high-pass infrared filter can reflect all the light having a wavelength of 0.3 탆 when the second nitride film having a thickness of 240 Å and the second oxide film having a thickness of 430 Å are alternately laminated five times.

상기 광필터 위치 조절부(200)의 전기적 제어신호에 따라 두께가 조절되는 것에 의해 광필터 층(300)의 설치 위치는 높거나 낮게 조절된다. 결국, 상기 광필터 층(300)과 상기 이미지 센서(110)간의 거리가 조절되어 광필터의 광필터링 특성이 가변될 수 있는 것이다. The thickness of the optical filter layer 300 is adjusted according to an electrical control signal of the optical filter position adjusting unit 200 so that the mounting position of the optical filter layer 300 is adjusted to be high or low. As a result, the distance between the optical filter layer 300 and the image sensor 110 may be adjusted to vary the optical filtering characteristics of the optical filter.

따라서, 이미지 센싱 장치의 제어기는 상기 이미지 센서(110)로부터 제공되는 이미지를 기준 이미지와 비교하고 그 비교 결과에 따라 상기 광필터 위치 조절부(200)를 제어하여 상기 광필터 층(300)의 위치가 조절되도록 한다. Therefore, the controller of the image sensing apparatus compares the image provided from the image sensor 110 with the reference image and controls the optical filter position adjusting unit 200 according to the comparison result to determine the position of the optical filter layer 300 .

도 3은 도 2중 광필터 위치 조절부의 예시적 구성도이다. FIG. 3 is an exemplary configuration diagram of an optical filter position adjusting unit in FIG. 2. FIG.

도 3을 참조하면, 광필터 위치 조절부(200)는 하부 전극층(212), 전기활성 필름(214), 및 상부 전극층(216)을 포함한다. 유연한 전극판 또는 전극층들(212,216) 사이에 삽입된 전기활성 필름(214)는 얇은 유전층을 갖는 합성 물질을 포함하며, 용량성 구조(capacitive structure)를 형성한다. Referring to FIG. 3, the optical filter positioning unit 200 includes a lower electrode layer 212, an electroactive film 214, and an upper electrode layer 216. The electroactive film 214 interposed between the flexible electrode plates or electrode layers 212 and 216 includes a composite material having a thin dielectric layer and forms a capacitive structure.

도 4는 도 3의 광필터 위치 조절부에 대한 구동 동작을 설명하기 위해 제시된 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating a driving operation of the optical filter position adjusting unit of FIG. 3. FIG.

도 4에서 보여지는 바와 같이, 전압이 전극들에 인가되는 경우, 2개의 전극 내 서로 다른 전하들은 서로 끌리며, 이러한 정전기적 인력은 전기활성 필름(214)을 압박한다(Z-축을 따라). As shown in FIG. 4, when a voltage is applied to the electrodes, the different charges in the two electrodes are attracted to each other, and this electrostatic attraction forces the electroactive film 214 (along the Z-axis).

전압이 하부 전극층(212)과 상부 전극층(216)사이에 인가되면, 전기활성 필름(214)은 Z 축 방향으로 최대 두께 b 까지 압축된다. 또한, 인가된 전압의 결과로서 필름에 의하여 발생한 압축 거리는 탄성중합체(elastomeric) 물질의 유전상수 및 그 크기 및 강성과 같은 수많은 다른 요인들에도 의존한다. When a voltage is applied between the lower electrode layer 212 and the upper electrode layer 216, the electroactive film 214 is compressed to the maximum thickness b in the Z-axis direction. In addition, the compression distance generated by the film as a result of the applied voltage also depends on a number of other factors such as the dielectric constant of the elastomeric material and its size and stiffness.

전압차 및 유도된 전하의 제거에 의해 비활성 상태로 복귀되면 도 2에서와 같이 두께 a로 복귀 된다. When it returns to the inactive state due to the elimination of the voltage difference and induced charges, it returns to the thickness a as shown in FIG.

전기활성 폴리머 필름(214)의 길이(L) 및 너비(W)는 두께(t)보다 훨씬 크다. 일반적으로, 전기활성 폴리머 필름(214)의 유전층은 약 1㎛내지 약 100㎛ 범위 내의 두께를 가지며, 각각의 전극보다 두꺼울 수 있다. The length L and the width W of the electroactive polymer film 214 are much larger than the thickness t. Generally, the dielectric layer of the electroactive polymer film 214 has a thickness in the range of about 1 [mu] m to about 100 [mu] m and may be thicker than each electrode.

본 발명에 적용하기에 적합한 전기활성 폴리머 물질 계열은 유전 탄성중합체, 전기활성 폴리머, 전자 전기활성 폴리머, 및 이온 전기활성 폴리머, 및 몇몇 공중합체들을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.A family of electroactive polymer materials suitable for use in the present invention include, but are not limited to, dielectric elastomers, electroactive polymers, electroactive polymers, and ionically active polymers, and some copolymers.

적합한 유전 물질로는 실리콘, 아크릴, 폴리우레탄, 플루오로실리콘(fluorosilicone) 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전기활성 폴리머는 비선형 반응의 특성을 갖는다. 전자 전기활성 폴리머는 일반적으로 전기장(주로, 건성)에 반응하는 전자의 이동에 의하여 형상 및 치수가 변화한다. 이온 전기활성 폴리머들은 전기장(주로, 습성 및 전해질을 포함)에 반응하는 이온의 이동에 의하여 형상 및 치수가 변화하는 폴리머이다. 적합한 전극 물질은 탄소, 금, 백금, 알루미늄 등을 포함할 수 있다. Suitable dielectric materials include, but are not limited to, silicon, acrylic, polyurethane, fluorosilicone, and the like. The electroactive polymer has the characteristic of nonlinear reaction. Electronically active polymers typically change their shape and dimensions by the movement of electrons in response to an electric field (primarily dry). Ionically electroactive polymers are polymers whose shape and size change by the movement of ions in response to an electric field (mainly including wetting and electrolytes). Suitable electrode materials may include carbon, gold, platinum, aluminum, and the like.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광필터 위치 조절부(200)는 전기활성 필름(214)을 예로 들었으나, 이외에도 압전 소자, 코일 액츄에이터, 및 자이로 스코프 중 어느 하나가 이용될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the optical filter position adjuster 200 is an electroactive film 214, but any other piezoelectric element, coil actuator, and gyroscope may be used.

예를 들어, 압전 소자의 경우에 인가한 전압 레벨에 따라 피에조 효과에 의해 기계적인 변동이 달라진다. 이를 이용하면, 도 3과 같이 전압을 인가하여 액튜에이터의 높이를 조절할 수 있게 된다. For example, in the case of a piezoelectric element, a mechanical fluctuation is caused by a piezo effect depending on a voltage level applied. As a result, the height of the actuator can be adjusted by applying a voltage as shown in FIG.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 전체 구조도이다. 5 is an overall structural view of an image sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 단위 픽셀을 통해 이미지를 센싱하는 이미지 센서(110)의 상부에는 광필터 업다운부(202)가 설치된다. 상기 광필터 업다운부(202)는 전술한 바와 같이 인가되는 전기적 제어신호에 응답하여 높이가 조절되는 광필터 위치 조절부로 구현될 수 있다. Referring to FIG. 5, an optical filter up-down unit 202 is provided on an image sensor 110 for sensing an image through a unit pixel. The optical filter up / down unit 202 may be implemented as an optical filter position adjuster whose height is adjusted in response to an electrical control signal applied as described above.

상기 이미지 센서(110)의 상부에는 컬러 필터링을 위해 컬러 필터 층이 형성될 수 있다. A color filter layer may be formed on the image sensor 110 for color filtering.

상기 광필터 업다운부(202)의 상부에는 광필터부(300)가 설치되며 상기 광필터부(300)는 전술한 광필터층일 수 있다. The optical filter unit 300 may be provided on the optical filter up-down unit 202 and the optical filter unit 300 may be the optical filter unit described above.

상기 광필터부(300)는 대물 렌즈(400)로부터 인가되는 적외선 광을 설정된 필터링 특성으로 필터링한다. The optical filter unit 300 filters the infrared light applied from the objective lens 400 with a predetermined filtering characteristic.

이미지 처리부(502)를 갖는 이미지 센싱 장치 내의 제어기(500)는 상기 이미지 센서(110)로부터 제공되는 이미지를 기준 이미지와 비교한다. 그리고 그 비교 결과에 따라 상기 광필터 위치 조절부를 제어하여 상기 광필터부(300)의 위치가 조절되도록 한다. 이 경우에 상기 제어기(500)는 구동 제어신호(DVC)를 구동 전압 인가부(600)를 통해 인가하면, 상기 구동 전압 인가부(600)는 이에 따라 출력 전압(Vin)을 생성하여 상기 광필터 업다운부(202)로 제공한다. The controller 500 in the image sensing apparatus having the image processing unit 502 compares an image provided from the image sensor 110 with a reference image. The position of the optical filter unit 300 is controlled by controlling the optical filter position adjusting unit according to the comparison result. In this case, when the controller 500 applies the driving control signal DVC through the driving voltage applying unit 600, the driving voltage applying unit 600 generates the output voltage Vin accordingly, And provides it to the up-down unit 202.

따라서, 상기 광필터 업다운부(202)는 두께 a 에서 두께 b까지 최대로 가변될 수 있다. Thus, the optical filter up-down portion 202 can vary from thickness a to thickness b to a maximum.

한편, 도 6의 경우에 대한 제어를 위해 상기 제어기(500)는 스위치 제어 신호(SWC)를 스위치의 스위칭 신호로서 인가할 수 있다. 6, the controller 500 may apply the switch control signal SWC as a switching signal of the switch.

이와 같이, 이미지 센서의 상부에 위치된 컬러 필터 층과 광필터 층 사이에 광필터 위치 조절부를 설치하여 두고, As described above, the optical filter position adjusting unit is provided between the color filter layer and the optical filter layer disposed on the upper portion of the image sensor,

이미지 센서로부터 제공되는 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 비교하고, Comparing an image provided from the image sensor with a previously stored reference image,

비교 결과에 따라 광필터 위치 조절부를 제어하면, If the optical filter position adjustment unit is controlled according to the comparison result,

광필터 층의 위치가 상부 또는 하부 방향으로 조절될 수 있다. The position of the optical filter layer can be adjusted in the upper or lower direction.

이와 같은 본 발명의 이미지 센싱 장치에 따르면, 광필터의 위치가 가변적으로 조절될 수 있으므로 광필터의 필터링 특성이 최적으로 결정되어, 이미지 센싱의 퍼포먼스가 개선되는 이점이 있다. According to the image sensing apparatus of the present invention, since the position of the optical filter can be variably adjusted, the filtering characteristic of the optical filter is optimally determined, and the performance of the image sensing is improved.

제2 실시 예로서, 상기 광필터 위치 조절부의 다른 예시적 형태가 설명될 것이다. As a second embodiment, another exemplary form of the optical filter position adjuster will be described.

도 6은 도 2중 광필터 위치 조절부의 다른 예시적 구성도이고, 도 7은 도 6의 광필터 위치 조절부에 대한 구동 동작을 설명하기 위해 제시된 도면이다. 또한, 도 8은 도 7에 따른 구동 범위를 나타내는 도면이다. FIG. 6 is another exemplary structure of the optical filter position adjusting unit in FIG. 2, and FIG. 7 is a diagram illustrating a driving operation for the optical filter position adjusting unit in FIG. Fig. 8 is a view showing a driving range according to Fig. 7. Fig.

도 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 광필터 위치 조절부는 광필터부(12)의 양측부에 배치된 코일형 엑츄에이터(20)와 탄성스프링(30)에 의해서 양측면이 각각 접촉 지지되고, 상기 코일형 엑츄에이터(20) 상에 전원을 인가 또는 차단시키기 위한 전원 입력회로(50)가 연결된 구조일 수 있다. As shown in FIG. 6, the optical filter position adjusting unit of the present invention has both side faces supported by the coil-shaped actuator 20 and the elastic spring 30 disposed on both sides of the optical filter unit 12, And a power input circuit 50 for applying or cutting off power to the coil-shaped actuator 20 may be connected.

상기 전원 입력회로(50)는, 상기 코일형 엑츄에이터(20)의 양 끝단, 즉 코일형을 구성하는 형상기억합금의 상, 하 단부측에 (+)극과 (-)극이 각각 연결되고, 상기 전원 입력회로(50)에 장착된 스위치(51)의 작동에 의해서 소정의 전압이 코일형 엑츄에이터(20)에 인가됨으로써 상기 엑츄에이터(20)의 길이 가변 구동이 이루어지도록 한다.The power input circuit 50 has positive and negative poles connected to both ends of the coiled actuator 20, that is, the upper and lower ends of the shape memory alloy constituting the coiled type, A predetermined voltage is applied to the coil-shaped actuator 20 by the operation of the switch 51 mounted on the power input circuit 50 so that the variable length drive of the actuator 20 is performed.

또한, 상기 전원 입력회로(50)는 전원을 인가하기 위한 스위치(51)와, 전원(52) 및 전압의 크기를 조절하기 위한 전류조절 저항(53) 및 커패시터(54)로 구성되며, 상기 코일형 엑츄에이터(20)에 와이어 형태의 전원 배선으로 연결됨과 아울러 상기 전원 배선은 인쇄회로기판의 전원 전달단자에 연결된다.The power input circuit 50 includes a switch 51 for applying power, a current adjusting resistor 53 and a capacitor 54 for adjusting the magnitude of the voltage of the power source 52, Type actuator 20 and the power supply wiring is connected to a power supply terminal of the printed circuit board.

상기 전원 입력회로(50)를 통해 코일형 엑츄에이터(20)로 전원이 인가되면 엑츄에이터(20)는 전기 저항에 의해서 자체 발열됨에 따라 변태 온도 이상이 되면 소정의 범위 내에서 길이가 늘어나게 된다. 따라서, 상기 코일형 엑츄에이터(20)에 일면이 지지되는 광필터부(12)는상기 엑츄에이터(20) 가변 길이의 신장 폭만큼 이송 변위가 발생하게 된다.When power is applied to the coil type actuator 20 through the power input circuit 50, the actuator 20 is self-heated due to electrical resistance, and when the temperature is higher than the transformation temperature, the length of the actuator 20 increases within a predetermined range. Therefore, the optical filter unit 12, which is supported on the one side of the coil-shaped actuator 20, is displaced by the variable length of the actuator 20 in the transverse direction.

이때, 상기 코일형 엑츄에이터(20)의 이송 변위는 0.001~0.7㎜의 범위 내에서 결정되며, 바람직하게는 최대 0.3㎜의 이송 변위가 유지되도록 할 수 있다. At this time, the feed displacement of the coil-shaped actuator 20 is determined within a range of 0.001 to 0.7 mm, and preferably, a feed displacement of 0.3 mm is maintained.

상기 전원 입력회로(50)의 스위치(51) 스위칭에 의해서 상기 코일형 엑츄에이터(20)로의 전원 공급이 차단되면 상기 코일형 엑츄에이터(20)는 변태 온도 이하로 냉각됨과 동시에 원 상태로의 수축이 이루어지게 되고, 이때 상기 탄성 스프링(30)의 반발력에 의해서 상기 광필터부(12)가 원위치된다.When the supply of power to the coil type actuator 20 is interrupted by the switching of the switch 51 of the power input circuit 50, the coil type actuator 20 is cooled below the transformation temperature and shrunk to the original state At this time, the optical filter unit 12 is restored by the repulsive force of the elastic spring 30.

다음, 도 8은 코일형 엑츄에이터의 변형 형태가 도시된 그래프로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 코일형 엑츄에이터(20)가 전원 입력회로(50)를 통한 전원 공급에 의해서 가열되면 Ⅰ지점에서 Ⅱ 지점으로의 길이 변형과 그에 따른 스트레스(σ)가 가중되고, 상기 Ⅱ 지점에서 엑츄에이터(20)의 최대 가변 변위에 도달되었을 때 상기 엑츄에이터(20)에 연결된 전원 입력회로(50)를 통한 전원 입력이 차단되면 상기 코일형 엑츄에이터(20)에 가해진 스트레스(σ)가 제거되면서 Ⅲ 지점에 이르게 된다. 도 8에서 가로축은 이송 변위를 가리키고, 세로축은 스트레스를 나타낸다. 8 is a graph showing a modification of the coil type actuator. When the coil type actuator 20 of the present invention is heated by the power supply via the power input circuit 50 as shown in FIG. 8, And when the maximum variable displacement of the actuator 20 is reached at the point II, the power input through the power input circuit 50 connected to the actuator 20 is interrupted The stress (?) Applied to the coil-like actuator 20 is removed to reach the point III. In Fig. 8, the abscissa indicates the displacement of displacement, and the ordinate indicates stress.

이와 같이, 상기 Ⅲ 지점에서 코일형 엑츄에이터(20)는 광필터부(12)의 타측면이 접촉 지지된 탄성 스프링(30)의 반발력으로 인하여 수축 변형의 탄성력을 회복하게 됨으로써, 상기 코일형 엑츄에이터(20)의 가변 전 지점인 Ⅰ 지점으로의 원상 회복이 이루어지게 된다.As described above, the coil-shaped actuator 20 at the position III recovers the elastic force of the shrinkage deformation due to the repulsive force of the elastic spring 30 supported on the other side of the optical filter part 12, 20 to the point I, which is the variable front point.

따라서, 상기 코일형 엑츄에이터(20)는 상기 전원 입력회로(50)를 통한 전원 공급에 의해 Ⅰ지점에서 Ⅱ지점까지 자체 발열에 의한 일정량의 스트레스(σ)를 가지며 신장된 탄성 변위(Ⅱ') 지점에서 길이 수축에 의한 원상 회복 지점인 Ⅰ지점까지의 탄성 가변량(ε)을 가진다.Therefore, the coil type actuator 20 has a certain amount of stress (?) Due to self-heating from the point I to the point II by the power supply through the power input circuit 50, and the elongated elastic displacement (II ') point (Ε) from point Ⅰ to the point of recovery to the original position due to length contraction.

도 9는 본 발명에 적용되는 CMOS 이미지 센서의 단위화소의 배열을 도시한 평면도이다.9 is a plan view showing an arrangement of unit pixels of a CMOS image sensor according to the present invention.

도 9를 참조하면, 빛의 3 원색인 RGB의 색상을 캡쳐하기 위한 각각의 단위화소가 격자 구조로 배치되어 있다. Referring to FIG. 9, each unit pixel for capturing colors of R, G, and B which are three primary colors of light is arranged in a lattice structure.

도 10은 도 9의 a-a' 방향으로 절취한 CMOS 이미지 센서의 단위화소를 나타내는 단면도이다. 도 10에서는 도 9의 RGB 색상이 모두 나타나게 된다. 10 is a cross-sectional view showing a unit pixel of a CMOS image sensor taken along a direction a-a 'in FIG. In FIG. 10, all the RGB colors of FIG. 9 are displayed.

도 10을 참조하면, 고농도의 P형(P++) 영역과 에피층(P-epi)이 적층된 구조를 갖는 기판(100)에 국부적으로 필드산화막(101)이 형성되어 있으며, 기판(100) 상에는 트랜스퍼 게이트를 포함한 복수의 게이트 전극이 형성되어 있으며, 예컨대, 트랜스퍼 게이트의 일측에 얼라인된 기판(100)의 표면 하부에 깊은 이온주입에 의한 N형 영역과 기판(100)의 표면과 접하는 영역에 위치한 P형 영역으로 이루어진 포토다이오드(102, 이하 PD라 함)가 형성되어 있다.10, a field oxide film 101 is locally formed on a substrate 100 having a structure in which a high concentration P type (P ++) region and an epi layer P-epi are stacked. On the substrate 100, A plurality of gate electrodes including transfer gates are formed. For example, in the region below the surface of the substrate 100 aligned at one side of the transfer gate, an N-type region formed by deep ion implantation and a region in contact with the surface of the substrate 100 And a photodiode 102 (hereinafter referred to as a PD) formed of a P-type region is formed.

이 경우 트랜스퍼 게이트의 타측에 얼라인된 기판(100)의 표면 하부에 이온주입에 의한 고농도 N형(N+)의 플로팅 확산영역이 형성될 수 있다.In this case, a high concentration N type (N +) floating diffusion region by ion implantation may be formed on the lower surface of the substrate 100 aligned on the other side of the transfer gate.

PD(102) 및 트랜스퍼 게이트가 형성된 상부에는 복수의 메탈라인과 복수의 절연막이 혼합된 멀티 레이어(103)가 형성될 수 있다.A multilayer 103 in which a plurality of metal lines and a plurality of insulating films are mixed may be formed on the upper portion where the PD 102 and the transfer gate are formed.

복수의 메탈라인은 전원라인 또는 신호라인과 단위화소 및 로직회로를 접속시키기 위한 것으로, PD(102) 이외의 영역에 빛이 입사하는 것을 방지하기 위한 쉴드의 역할을 동시에 한다.The plurality of metal lines connect the power line or the signal line to the unit pixel and the logic circuit and serve as a shield for preventing light from entering the area other than the PD 102. [

아울러, 멀티 레이어(103)에는 복수의 메탈라인 하부의 메탈라인 전 절연막(Pre-Metal Dielectric; 이하 PMD라 함)과 메탈라인 사이의 복수의 메탈라인 간 절연막(Inter Metal Dielectric; 이하 IMD라 함)도 포함된다. PMD와 IMD으로는 주로실리콘 산화막과 같은 산화막을 사용한다.In addition, a plurality of inter-metal-dielectric (IMD) insulating films between metal line pre-metal dielectrics (hereinafter referred to as PMD) and metal lines under a plurality of metal lines, . As PMD and IMD, oxide film such as silicon oxide film is mainly used.

멀티 레이어(103) 상에는 메탈라인 보호를 위한 보호막(104)이 형성되어 있다. 보호막(104)은 얇은 산화막과 그 상부의 두꺼운 질화막이 적층된 구조를 포함한다.On the multilayer 103, a protective film 104 for protecting the metal line is formed. The protective film 104 includes a structure in which a thin oxide film and a thick nitride film thereon are stacked.

보호막(104) 상에는 메탈라인 형성에 따른 단차 발생을 줄이기 위한 제1오버코팅 레이어(105, Over Coating Layer-1;이하 OCL1이라 함)가 형성되어 있으며, OCL1(105) 상에는 각 단위화소 별로 RGB 색상 구현을 위한 칼라필터 어레이(106, Color Filter Array; 이하 CFA라 함)가 형성되어 있다.A first overcoating layer 105 (hereinafter referred to as OCL1) for reducing the occurrence of a step due to the formation of a metal line is formed on the protective film 104. On the OCL1 105, A color filter array 106 (hereinafter, referred to as CFA) is formed.

통상의 빛의 3원색인 R(Red)G(Green)B(Blue)를 사용하나, 이외에도 보색인 옐로우(Y; Yellow), 마젠타(Magenta; Mg),시안(Cyan; Cy)을 사용할 수 있다.Yellow (Y), magenta (Mg), and cyan (Cy), which are complementary colors, may be used in addition to R (Red) G .

CFA(106) 상에는 CFA(106) 형성에 따라 발생된 단차를 줄여 마이크로렌즈 형성시 공정 마진 확보를 위한 제2오버코팅 레이어(107, 이하 OCL2라 함)이 형성되어 있으며, OCL2(107) 상에는 마이크로렌즈(108, Micro-Lens; 이하 ML이라 함)가 형성되어 있다.A second overcoat layer 107 (hereinafter referred to as OCL2) is formed on the CFA 106 in order to secure a process margin in the formation of the microlenses by reducing the step generated by the formation of the CFA 106. On the OCL2 107, And a lens 108 (Micro-Lens, hereinafter referred to as ML) is formed.

ML 상에는 ML이 긁히거나 파손되는 것을 방지하기 위한 보호막이 형성되며, 여기서는 보호막은 생략하였다.On the ML, a protective film is formed to prevent the ML from being scratched or broken. Here, the protective film is omitted.

따라서, 입사된 빛은 ML(108)에 의해 포커싱되어 PD(102)로 입사한다. 이미지 센서는 빛을 감지하는 포토다이오드 영역 즉, 수광 영역과 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이타화 하는 로직 회로 부분으로 구성되며, 0.18㎛급의 CMOS 이미지센서는 3층 이상의 메탈라인을 갖는 로직 회로를 필요로 할 수 있다. Thus, the incident light is focused by the ML 108 and enters the PD 102. The image sensor consists of a photodiode area for sensing light, that is, a light receiving area and a logic circuit part for processing light into an electrical signal, and a 0.18 μm CMOS image sensor has a logic circuit having three or more metal lines You may need it.

도 10에서, 상기 ML(107)로부터 PD(102) 까지의 깊이(D)가 5㎛ ∼ 8㎛에 이른다. 빛은 임의의 물질을 통과할 때 그 파장에 따라 굴절율이 달라지게 되는 특성이 있으며, 이를 파장 의존적 굴절율이라 한다. 파장이 서로 다른 두 파장의 빛(λ1 > λ2)이 동일 물질에 입사할 경우에 파장이 짧은 λ2의 경우 그 굴절각이 작아진다. 굴절각이 작다는 것은 더 많은 굴절이 일어난다는 것을 의미한다. 따라서, 가시광선 영역에서 굴절 정도는 블루(B)>그린(G)>레드(R)의 순서가 된다.In Fig. 10, the depth D from the ML 107 to the PD 102 is 5 占 퐉 to 8 占 퐉. When light passes through an arbitrary material, the refractive index changes according to the wavelength, and this is called a wavelength dependent refractive index. When the two wavelengths of light (λ1> λ2) having different wavelengths are incident on the same material, the refraction angle becomes smaller when the wavelength is shorter. A small refraction angle means that more refraction occurs. Therefore, the degree of refraction in the visible light region is in the order of blue (B)> green (G)> red (R).

도 10에서는 광필터 업다운부(202)가 광필터부(300)와 상기 마이크로 렌즈의 형성 층사이에 배치된다. 상기 광필터 업다운부(202)의 두께가 조절되면, 상기 광필터부(300)와 상기 마이크로 렌즈 사이의 거리가 변하므로, 광필터부(300)가 적외선 필터인 경우에 가시광선 영역, 또는 가시광선 영역보다 파장이 긴 적외선 영역의 광의 굴절율이 변화된다. 결국, 필터링 특성이 광필터 업다운부(202)의 두께 조절에 의해 최적으로 결정될 수 있는 것이다. 10, an optical filter up-down unit 202 is disposed between the optical filter unit 300 and the formation layer of the microlens. When the thickness of the optical filter up-down unit 202 is adjusted, a distance between the optical filter unit 300 and the microlens is changed. Therefore, when the optical filter unit 300 is an infrared filter, The refractive index of the light in the infrared region longer in wavelength than the light region is changed. As a result, the filtering characteristic can be optimally determined by adjusting the thickness of the optical filter up-down portion 202.

이상에서와 같이 도면과 명세서를 통해 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이, 이미지 센싱 장치의 내부 구성이나 세부적 구조 및 형태를 다양하게 변경 및 변형할 수 있을 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. For example, without departing from the technical idea of the present invention, the internal structure and the detailed structure and the shape of the image sensing device may be variously changed and modified in different cases.

110: 이미지 센서
200: 조절 층
300: 광필터
400: 대물렌즈
110: Image sensor
200: regulating layer
300: Optical filter
400: objective lens

Claims (13)

단위 픽셀을 통해 이미지를 센싱하는 이미지 센서;
컬러 필터링을 위해 상기 이미지 센서의 상부에 형성된 컬러 필터 층;
인가되는 전기적 제어신호에 응답하여 높이가 조절되는 광필터 위치 조절부;
상기 광필터 위치 조절부의 상부에 설치된 광필터 층; 및
상기 이미지 센서로부터 제공되는 이미지를 기준 이미지와 비교하고 그 비교 결과에 따라 상기 광필터 위치 조절부를 제어하여 상기 광필터 층의 위치가 조절되도록 하는 제어기를 구비하는 이미지 센싱 장치.
An image sensor for sensing an image through a unit pixel;
A color filter layer formed on top of the image sensor for color filtering;
An optical filter position adjuster whose height is adjusted in response to an applied electrical control signal;
An optical filter layer disposed on the optical filter position adjusting unit; And
And a controller for comparing the image provided from the image sensor with a reference image and controlling the position of the optical filter layer by controlling the optical filter position adjusting unit according to the comparison result.
제1항에 있어서, 상기 광필터 조절부는 압전 소자로 구성되는 이미지 센싱 장치.
2. The image sensing apparatus of claim 1, wherein the optical filter controller comprises a piezoelectric element.
제1항에 있어서, 상기 광필터 조절부는 전기활성 폴리머 액츄에이터로 구성되는 이미지 센싱 장치.
2. The image sensing device of claim 1, wherein the optical filter controller comprises an electroactive polymer actuator.
제1항에 있어서, 상기 광필터 조절부는 코일 액츄에이터로 구성되는 이미지 센싱 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the optical filter controller comprises a coil actuator.
제1항에 있어서, 상기 광필터 조절부는 자이로 스코프로 구성되는 이미지 센싱 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the optical filter controller comprises a gyroscope.
제1항에 있어서, 상기 광필터 층은 적외선 필터 층인 이미지 센싱 장치.
2. The image sensing apparatus of claim 1, wherein the optical filter layer is an infrared filter layer.
제1항에 있어서, 상기 광필터 층은 저역통과 적외선 필터층과 고역통과 적외선 필터층을 포함하는 이미지 센싱 장치.
The image sensing apparatus of claim 1, wherein the optical filter layer comprises a low-pass infrared filter layer and a high-pass infrared filter layer.
제1항에 있어서, 상기 컬러 필터 층과 상기 광필터 위치 조절 층 사이에 마이크로 렌즈 층을 더 구비하는 이미지 센싱 장치.
2. The image sensing device of claim 1, further comprising a microlens layer between the color filter layer and the optical filter position adjustment layer.
단위 픽셀을 통해 이미지를 센싱하는 이미지 센서;
컬러 필터링을 위해 상기 이미지 센서의 상부에 형성된 컬러 필터 층;
인가되는 전기적 제어신호에 응답하여 높이가 조절되는 광필터 위치 조절 층;
상기 광필터 위치 조절부의 상부에 설치된 광필터 층을 포함하는 이미지 센싱 장치.
An image sensor for sensing an image through a unit pixel;
A color filter layer formed on top of the image sensor for color filtering;
An optical filter position adjustment layer whose height is adjusted in response to an applied electrical control signal;
And an optical filter layer disposed on the optical filter position adjusting unit.
제9항에 있어서, 상기 광필터 조절 층은 압전 소자, 전기활성 폴리머 액츄에이터, 코일 액츄에이터, 및 자이로 스코프 중 어느 하나로 구성되는 이미지 센싱 장치.
10. The image sensing device of claim 9, wherein the optical filter control layer comprises any one of a piezoelectric element, an electroactive polymer actuator, a coil actuator, and a gyroscope.
제10항에 있어서, 상기 컬러 필터 층과 상기 광필터 위치 조절 층의 사이에 마이크로 렌즈 층을 더 구비하는 이미지 센싱 장치.
The image sensing device of claim 10, further comprising a microlens layer between the color filter layer and the optical filter position adjustment layer.
이미지 센서의 상부에 위치된 컬러 필터 층과 광필터 층 사이에 광필터 위치 조절부를 설치하는 단계;
상기 이미지 센서로부터 제공되는 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라 광필터 위치 조절부를 제어하여 상기 광필터 층의 위치가 상부 또는 하부 방향으로 조절되도록 하는 단계를 포함하는 이미지 센싱 장치의 동작 제어 방법.
Providing an optical filter position adjustment unit between the color filter layer and the optical filter layer positioned on top of the image sensor;
Comparing an image provided from the image sensor with a pre-stored reference image; And
And controlling the position of the optical filter layer in the upper or lower direction by controlling the position of the optical filter according to the comparison result.
제12항에 있어서, 상기 광필터 조절 부는 압전 소자, 전기활성 폴리머 액츄에이터, 코일 액츄에이터, 및 자이로 스코프 중 어느 하나로 구성되어 전기적 제어신호에 의해 구동되는 이미지 센싱 장치의 동작 제어 방법.
13. The method according to claim 12, wherein the optical filter controller is configured by a piezoelectric element, an electroactive polymer actuator, a coil actuator, and a gyroscope, and is driven by an electrical control signal.
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