KR20190075719A - 컬러 카메라 및 그의 컬러 영상 획득 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 픽셀이 어레이 형태로 배열되어 있는 컬러 카메라에서, 복수의 픽셀 중 적어도 일부의 픽셀은 각각 렌즈를 통해 입력되는 광 신호로부터 해당 컬러 신호만을 출력하는 컬러 필터, 상기 컬러 필터로부터 출력되는 컬러 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서, 그리고 상기 컬러 필터의 상부에 위치하며 상기 광 신호로부터 상기 컬러 필터에 해당하는 컬러와 다른 컬러의 광 신호를 해당 컬러의 인접한 컬러 픽셀로 회절시키는 홀로그램 마스크를 포함한다.

Description

컬러 카메라 및 그의 컬러 영상 획득 방법{COLOR CAMERA AND METHOD FOR ACQUIRING COLOR IMAGE THEREOF}
본 발명은 컬러 카메라 및 그의 컬러 영상 획득 방법에 관한 것으로, 특히 센서의 픽셀 크기를 증가시키지 않으면서 각 센서에 도달하는 빛의 양을 증가시킬 수 있는 컬러 카메라 및 그의 영상 획득 방법에 관한 것이다.
기존의 카메라는 입력되는 빛의 세기를 전기적 신호로 변환하여 영상을 획득한다.
컬러 영상을 획득하기 위한 방법으로 베이어(Bayer) 방식의 마스크를 이용하는 방식이 가장 많이 이용된다. 이 경우, 각각의 광학 소자에 해당하는 센서 상에 형성된 컬러 필터가 각각 해당 색상만을 통과시킴으로써, 해당 픽셀에서의 광량을 특정 색상을 위한 값으로 이용하게 된다. 각 색상 별로 전체 픽셀의 1/4 또는 1/2에 해당하는 픽셀만이 실제 해당하는 색상 값을 가지게 되어 있으며, 나머지 색상이 없는 픽셀은 인접한 픽셀의 색상 채널로부터 보간(interpolation)을 통해 값을 채운다. 이 경우, 실제로 각 컬러 영상 입장에서 볼 때, 실제 전체 카메라로 들어오는 빛의 1/4 또는 1/2 만이 센서로 전달된다. 따라서 외부 조명이 어두운 환경의 경우, 영상의 화질이 열화 되거나, 노이즈가 심하게 발생되는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 센서 자체의 면적을 증가시켜 각 픽셀에서 수신되는 빛의 양을 늘리는 방법이 있으나, 카메라 자체가 커지는 문제 및 제작에 따른 비용적인 문제, 전력 소모 증가 등의 문제가 있을 수 있다. 또한 휴대용 카메라와 같은 소형화된 시스템에서는 적용이 어려운 문제가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 센서의 픽셀 크기를 증가시키지 않으면서 각 센서에 도달하는 빛의 양을 증가시킬 수 있는 컬러 카메라 및 그의 컬러 영상 획득 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 복수의 픽셀이 어레이 형태로 배열되어 있는 컬러 카메라가 제공된다. 컬러 카메라의 상기 복수의 픽셀 중 적어도 일부의 픽셀은 각각 렌즈를 통해 입력되는 광 신호로부터 해당 컬러 신호만을 출력하는 컬러 필터, 상기 컬러 필터로부터 출력되는 컬러 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서, 그리고 상기 컬러 필터의 상부에 위치하며 상기 광 신호로부터 상기 컬러 필터에 해당하는 컬러와 다른 컬러의 광 신호를 해당 컬러의 인접한 컬러 픽셀로 회절시키는 홀로그램 마스크를 포함한다.
상기 적어도 일부의 픽셀은 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터로 구성되고, 상기 복수의 픽셀 중 나머지 일부의 픽셀은 적외선 영상을 획득하기 위한 적외선 픽셀일 수 있다.
상기 적어도 일부의 픽셀은 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터가 1:2:1의 비율을 가지는 베이어 패턴으로 배열되어 있을 수 있다.
상기 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터 상부에 각각 장착된 홀로그램 마스크는 적외선 성분을 회절시켜 상기 적외선 필터로 전달할 수 있다.
상기 적어도 일부의 픽셀은 각각 상기 홀로그램 마스크와 상기 컬러 필터 사이에 광 신호의 전달을 위해 배치된 도파로를 더 포함할 수 있다.
어느 하나의 픽셀의 홀로그램 마스크는 인접한 픽셀의 홀로그램 마스크와 상기 도파로를 사이에 두고 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
상기 도파로의 상부에 위치한 홀로그램 마스크는 반사형이고, 상기 도파로의 하부에 위치한 홀로그램 마스크는 투과형일 수 있다.
상기 어느 하나의 픽셀의 홀로그램 마스크는 인접한 픽셀의 홀로그램 마스크와 다른 컬러의 파장을 회절시킬 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 복수의 픽셀이 어레이 형태로 배열되어 있는 컬러 카메라의 컬러 영상 획득 방법이 제공된다. 컬러 영상 획득 방법은 각 픽셀의 홀로그램 마스크가, 입력되는 광 신호로부터 해당 픽셀의 컬러와 동일한 컬러의 광 신호를 투과시키고 다른 컬러의 광 신호를 해당 컬러의 인접한 픽셀로 회절시키는 단계, 상기 각 픽셀의 컬러 필터가, 상기 홀로그램 마스크로부터 전달 받은 해당 컬러의 신호만을 상기 각 픽셀의 센서로 출력하는 단계, 그리고 상기 각 픽셀의 센서가, 수신한 컬러의 신호를 전기적 신호로 변환하는 단계를 포함한다.
상기 각 픽셀은 상기 각 픽셀의 컬러 필터 상부에 형성되어 있는 도파로를 더 포함할 수 있다.
상기 도파로는 상기 각 픽셀의 컬러 필터와 상기 각 픽셀의 홀로그램 마스크 사이에 형성되어 있을 수 있다.
적어도 하나의 하나의 픽셀의 홀로그램 마스크는 인접한 픽셀의 홀로그램 마스크와 상기 도파로를 사이에 두고 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
상기 어느 하나의 픽셀의 홀로그램 마스크는 인접한 픽셀의 홀로그램 마스크와 다른 컬러의 파장을 회절시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 카메라의 센서의 픽셀 크기를 늘이지 않으면서 각 센서에 도달하는 빛의 양을 증가시켜 더 큰 구경을 가지는 효과를 가지도록 하며, 이를 통해 영상의 화질을 높일 수 있다.
도 1 및 도 2은 기존 컬러 카메라의 구조를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 컬러 카메라의 컬러 영상 표시 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 컬러 카메라의 구조를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 컬러 카메라에서의 빛의 전달 경로를 나타낸 도면이다.
도 6은 각 컬러 픽셀에 따라 서로 다른 홀로그램 마스크를 이용하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 각각 두 층의 서로 다른 홀로그램 마스크를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 카메라의 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 컬러 카메라에서의 빛의 전달 경로를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 컬러 카메라 및 그의 컬러 영상 획득 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2은 기존 컬러 카메라의 구조를 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 베이어 방식의 컬러 카메라는 센서층(10) 상에 컬러 필터층(20)이 형성되어 있다.
컬러 필터층(20)은 컬러 필터들(21, 23, 25)이 베이어 패턴(Bayer Pattern)에 따라 배열되어 있는 컬러 필터 어레이를 포함한다. 컬러 필터들(21, 23, 25)은 예를 들면, 적색 필터(R), 녹색 필터(G) 및 청색 필터(B)를 포함할 수 있다. 베이어 패턴은 적색 필터(R), 녹색 필터(G) 및 청색 필터(B)가 1:2:1의 비율을 가지며, 적색 필터(R)와 청색 필터(B)가 대각선 방향으로 배치되고, 이와 교차되는 대각선 방향으로 두 개의 녹색 필터(G)들이 배치된다.
적색 필터(R), 녹색 필터(G) 및 청색 필터(B)는 각각 렌즈(도시하지 않음)를 통해 입력되는 광 신호를 필터링하여 각각의 컬러에 해당되는 파장을 갖는 컬러 신호들을 대응하는 센서(11, 13, 15)로 전달한다.
센서층(10)은 컬러 필터들(21, 23, 25)에 대응하여 형성된 센서들(11, 13, 15)을 포함할 수 있다. 각 센서(11, 13, 15)는 컬러 필터들(21, 23, 25)로부터 출력되는 컬러 신호를 전기적 신호로 변환한다.
이때 하나의 컬러 필터와 하나의 센서가 하나의 컬러 픽셀을 형성할 수 있고, 하나의 컬러 픽셀은 해당 컬러에 관한 픽셀 이미지를 얻는 동작을 수행한다. 예를 들어, 적색 필터(R)와 이에 대응되는 센서(11)가 적색 픽셀을 형성하고, 적색 필터(R)와 이에 대응되는 센서(11)가 적색 픽셀을 형성하고, 녹색 필터(G)와 이에 대응되는 센서(13)가 녹색 픽셀을 형성하며, 청색 필터(B)와 이에 대응되는 센서(15)가 청색 픽셀을 형성한다.
도 3은 도 1에 도시된 컬러 카메라의 컬러 영상 표시 방법을 설명하는 도면이다.
도 3을 참고하면, 기존 베이어 방식의 컬러 카메라는 컬러 별로 전체 픽셀의 1/4 또는 1/2에 해당하는 픽셀만이 실제 해당하는 컬러 값을 가지게 된다. 실제 적색이나 청색을 가지는 픽셀은 전체 픽셀의 1/4에 해당하고, 실제 녹색을 가지는 픽셀은 전체 픽셀의 1/2에 해당한다.
이때 색상이 없는 나머지 픽셀은 인접한 픽셀의 해당 컬러 채널로부터 보간을 통해 컬러 값을 가지게 된다.
이러한 베이어 방식의 컬러 카메라는 실제 카메라로 들어오는 빛의 1/4 또는 1/2만이 센서(11, 13, 15)로 전달이 되므로, 영상의 화질이 열화되거나, 노이즈가 심하게 발생될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 센서의 픽셀 크기를 증가시키지 않으면서 각 센서에 도달하는 빛의 양을 증가시킬 수 있는 컬러 카메라를 제안한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 컬러 카메라의 구조를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컬러 카메라는 센서들(111, 113, 115)을 포함하는 센서층 상에 컬러 필터들(121, 123, 125)을 포함하는 컬러 필터층이 형성되고, 컬러 필터층 상에 홀로그램 마스크(141, 145)가 형성된다. 그리고 홀로그램 마스크(141, 145)와 컬러 필터층 사이에 빛의 전달 경로를 위해 얇은 두께의 도파로(Wave Guide)(130)가 형성될 수 있다. 일반적으로, 녹색의 경우 파장이 넓게 작용하므로, 도 4에서는 적색 필터(R)와 청색 필터(B) 상에 홀로그램 마스크(141, 145)가 형성되는 것으로 도시하였지만, 적색 필터(R), 녹색 필터(G) 및 청색 필터(B) 하나의 이상의 컬러 필터 상에 홀로그램 마스크가 형성될 수 있다. 예를 들면, 적색 필터(R), 녹색 필터(G) 및 청색 필터(B) 상에 홀로그램 마스크가 형성될 수 있다. 컬러 필터층 상에 도파로 없이 홀로그램 마스크가 바로 형성될 수도 있고, 컬러 필터층 상에 도파로를 두고 그 위에 홀로그램 마스크가 형성될 수도 있다. 또한 컬러 필터층 상에 홀로그램 마스크 기능을 가지는 도파로가 형성될 수도 있다.
홀로그램 마스크(141, 145)는 각각 대응하는 컬러 필터들(121, 125)의 컬러와 다른 컬러의 빛이 입사되면, 다른 컬러(예를 들면, 녹색)의 빛을 회절시켜 해당 컬러의 컬러 필터(예를 들면, 녹색 필터)로 전달한다. 이는 각 컬러 픽셀의 실효 면적을 넓이는 효과가 있다.
즉, 홀로그램 마스크(141, 145)에 빛이 입사되면, 홀로그램 마스크(141, 145)의 파장 선택성에 따라 해당하는 컬러의 빛을 회절시키고, 회전될 빛은 회절 각도에 따라 해당하는 컬러 필터로 전달된다. 이때 선택되지 않은 컬러의 파장은 그대 홀로그램 마스크(141, 145)를 그대로 투과하여 대응하는 컬러 필터로 전달된다.
이러한 홀로그램 마스크(141, 145)는 일반적인 DOE(Diffractive Optic Elements)나 HOE(Holographic Optic Elements)와 같은 회절격자(Diffractive Grating)소자를 이용하여 제작될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 컬러 카메라에서의 빛의 전달 경로를 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 적색 필터(R)와 청색 필터(B) 상에 형성된 홀로그램 마스크(141, 145)는 파장 선택성에 따라 녹색의 빛을 회절시켜 녹색 필터(G)로 전달할 수 있다.
한편, 기존 베이어 방식의 컬러 카메라의 경우, 각 컬러 필터에서는 다른 컬러 신호를 차단함으로써, 다른 컬러 신호가 센서로 전달되지 않는다.
이와 같이, 홀로그램 마스크(141, 145)를 사용하게 되면, 점선으로 나타낸 바와 같이 픽셀 크기를 증가시키지 않고도 녹색 픽셀의 실효 면적이 넓어지게 된다.
홀로그램 마스크(141, 145)에서의 회절 각도 및 도파로(130)의 두께에 따라 센서(111, 113)에 전달되는 광의 효율이 달라지게 된다. 홀로그램 마스크(141, 145)의 회절 각도의 경우, 1차 회절광만 이용한다고 가정할 때 수학식 1이 정의될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, θ는 홀로그램 마스크의 회절 각도를 나타내고, λ는 빛의 파장을 나타내며, d는 회절 격자의 간격을 나타낸다.
수학식 1에 따르면, 회절 각도(θ) 및 파장(λ)에 따라 회절 격자의 간격(d)이 결정된다.
도 6은 각 컬러 픽셀에 따라 서로 다른 홀로그램 마스크를 이용하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 녹색 필터(G) 상에도 홀로그램 마스크(143)가 형성될 수 있다. 이때 홀로그램 마스크(143)는 홀로그램 마스크(41, 145)와 달리 적색의 빛을 회절시켜 인접한 적색 필터(R)에 전달한다.
예를 들어, 적색 픽셀 및 청색 픽셀에 해당하는 홀로그램 마스크(141, 145)는 녹색의 빛만을 회절시켜 인접한 녹색 픽셀의 녹색 필터(123)로 전달하고, 녹색 픽셀에 해당하는 홀로그램 마스크(143)는 적색의 빛만을 회절시켜 인접한 적색 픽셀의 적색 필터(121)로 전달한다.
또한 도파로(130)의 두께를 줄이고, 픽셀의 실효 면적을 증가시키기 위해 두 층 이상의 홀로그램 마스크가 이용될 수도 있다.
도 7 및 도 8은 각각 두 층의 서로 다른 홀로그램 마스크를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 서로 다른 홀로그램 마스크(141, 145/143')가 도파로(130)를 사이에 두고 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
적색 픽셀 및 청색 픽셀에 해당하는 1차 홀로그램 마스크(141, 145)가 녹색의 빛만을 회절시켜 인접한 녹색 픽셀의 녹색 필터(123)로 전달한다고 가정한다. 녹색 픽셀에 해당하는 홀로그램 마스크(143', 143)는 제작 방식에 따라녹색의 빛만을 투과시킬 수 있고, 녹색의 빛만을 투과시키고 다른 색상의 빛은 다른 방향으로 반사시킬 수도 있다.
이때, 홀로그램 마스크(141, 145/143')가 투과형 홀로그램 마스크인 경우, 도 7에 도시한 바와 같이 적색 픽셀 및 청색 픽셀에 해당하는 1차 홀로그램 마스크(141, 145)는 도파로(130)의 상부에 위치하고, 녹색 픽셀에 해당하는 2차 홀로그램 마스크(143')는 도파로(130)의 하부에 위치할 수 있다.
한편, 홀로그램 마스크(141, 145/143')가 반사형 홀로그램 마스크인 경우, 도 8에 도시한 바와 같이 적색 픽셀 및 청색 픽셀에 해당하는 1차 홀로그램 마스크(141, 145)는 도파로(130)의 하부에 위치하고, 녹색 픽셀에 해당하는 2차 홀로그램 마스크(143')는 도파로(130)의 상부에 위치할 수 있다.
이때 1차 홀로그램 마스크(141, 145)는 각 컬러의 빛을 도파로(130)의 전반사 조건에 맞춰 회절시키고, 도파로(130)를 따라서 반사된 빛은 2차 홀로그램 마스크(143)에서 방향이 전환되어 해당 컬러 픽셀로 전달된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 카메라의 구조를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9에 도시된 컬러 카메라에서의 빛의 전달 경로를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 카메라는 RGB-IR(Infrared Ray) 카메라로서, 베어어 방식의 컬러 카메라에서 하나의 녹색 픽셀을 IR 픽셀로 변경하여 구성된다. IR 픽셀은 렌즈(도시하지 않음)를 통해 입력되는 광 신호 중 IR 신호만을 필터링하여 출력하는 IR 필터와 IR 필터를 통과한 IR 신호를 전기적 신호로 변환하는 IR 센서로 구성될 수 있다.
이러한 RGB-IR 카메라에서는 적색 픽셀, 녹색 픽셀 및 청색 픽셀을 통해 가시광 영상을 획득하고, IR 픽셀을 통해 적외선 영상을 획득한다. 즉, 적색 픽셀, 녹색 픽셀, 청색 필터 및 적외선 픽셀의 조합으로 RGB-IR 카메라를 구성하게 된다.
도 10을 참고하면, RGB-IR 카메라에서도 적색 픽셀, 녹색 픽셀 및 청색 픽셀에 홀로그램 마스크를 장착함으로써, 적색 픽셀, 녹색 픽셀 및 청색 픽셀의 홀로그램 마스크에서 적외선 성분을 회절시켜 IR 센서에 모이도록 할 수 있다. 이렇게 하면, IR 영상에 대한 광 효율을 높일 수 있고, 이를 통해서 적외선 영상에서 문제가 되는 노이즈를 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. 복수의 픽셀이 어레이 형태로 배열되어 있는 컬러 카메라로서,
    상기 복수의 픽셀 중 적어도 일부의 픽셀은 각각
    렌즈를 통해 입력되는 광 신호로부터 해당 컬러 신호만을 출력하는 컬러 필터,
    상기 컬러 필터로부터 출력되는 컬러 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서, 그리고
    상기 컬러 필터의 상부에 위치하며 상기 광 신호로부터 상기 컬러 필터에 해당하는 컬러와 다른 컬러의 광 신호를 해당 컬러의 인접한 컬러 픽셀로 회절시키는 홀로그램 마스크를 포함하는 컬러 카메라.
  2. 제1항에서,
    상기 적어도 일부의 픽셀은 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터로 구성되고, 상기 복수의 픽셀 중 나머지 일부의 픽셀은 적외선 영상을 획득하기 위한 적외선 픽셀인 컬러 카메라.
  3. 제1항에서,
    상기 적어도 일부의 픽셀은 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터가 1:2:1의 비율을 가지는 베이어 패턴으로 배열되어 있는 컬러 카메라.
  4. 제3항에서,
    상기 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터 상부에 각각 장착된 홀로그램 마스크는 적외선 성분을 회절시켜 상기 적외선 필터로 전달하는 컬러 카메라.
  5. 제1항에서,
    상기 적어도 일부의 픽셀은 각각 상기 홀로그램 마스크와 상기 컬러 필터 사이에 광 신호의 전달을 위해 배치된 도파로를 더 포함하는 컬러 카메라.
  6. 제5항에서,
    어느 하나의 픽셀의 홀로그램 마스크는 인접한 픽셀의 홀로그램 마스크와 상기 도파로를 사이에 두고 서로 다른 층에 위치하는 컬러 카메라.
  7. 제5항에서,
    상기 도파로의 상부에 위치한 홀로그램 마스크는 반사형이고, 상기 도파로의 하부에 위치한 홀로그램 마스크는 투과형인 컬러 카메라.
  8. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 픽셀의 홀로그램 마스크는 인접한 픽셀의 홀로그램 마스크와 다른 컬러의 파장을 회절시키는 컬러 카메라.
  9. 복수의 픽셀이 어레이 형태로 배열되어 있는 컬러 카메라의 컬러 영상 획득 방법으로서,
    각 픽셀의 홀로그램 마스크가, 입력되는 광 신호로부터 해당 픽셀의 컬러와 동일한 컬러의 광 신호를 투과시키고 다른 컬러의 광 신호를 해당 컬러의 인접한 픽셀로 회절시키는 단계,
    상기 각 픽셀의 컬러 필터가, 상기 홀로그램 마스크로부터 전달 받은 해당 컬러의 신호만을 상기 각 픽셀의 센서로 출력하는 단계, 그리고
    상기 각 픽셀의 센서가, 수신한 컬러의 신호를 전기적 신호로 변환하는 단계
    를 포함하는 컬러 영상 획득 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 각 픽셀은 상기 각 픽셀의 컬러 필터 상부에 형성되어 있는 도파로를 더 포함하는 컬러 영상 획득 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 도파로는 상기 각 픽셀의 컬러 필터와 상기 각 픽셀의 홀로그램 마스크 사이에 형성되어 있는 컬러 영상 획득 방법.
  12. 제10항에서,
    적어도 하나의 하나의 픽셀의 홀로그램 마스크는 인접한 픽셀의 홀로그램 마스크와 상기 도파로를 사이에 두고 서로 다른 층에 위치하는 컬러 영상 획득 방법.
  13. 제10항에서,
    상기 어느 하나의 픽셀의 홀로그램 마스크는 인접한 픽셀의 홀로그램 마스크와 다른 컬러의 파장을 회절시키는 컬러 영상 획득 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110019724A (ko) * 2008-06-18 2011-02-28 파나소닉 주식회사 고체 촬상 장치
JP2015076475A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110019724A (ko) * 2008-06-18 2011-02-28 파나소닉 주식회사 고체 촬상 장치
JP2015076475A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021233633A1 (de) * 2020-05-19 2021-11-25 Audi Ag Bildsensorvorrichtung einer kamera zur detektion von licht

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