KR20190089952A - 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서, 이의 포커싱 제어 방법, 및 전자 디바이스(dual-core focusing image sensor, focusing control method for the same, and electronic device) - Google Patents
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서, 이의 포커싱 제어 방법, 및 전자 디바이스(dual-core focusing image sensor, focusing control method for the same, and electronic device) Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서, 이의 포커싱 제어 방법 및 전자 디바이스를 개시한다. 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서는 감광 픽셀들의 어레이, 감광 픽셀들의 어레이 상에 배치되는 필터 유닛들의 어레이 및 필터 유닛들의 어레이 위에 배치되는 마이크로 렌즈들의 어레이를 포함한다. 마이크로 렌즈들의 어레이는 적어도 하나의 제 1 마이크로 렌즈 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들을 포함하고, 각각의 제 2 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 각각의 제1 마이크로 렌즈는 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응하고, 각각의 포커싱 감광 유닛은 N*N 감광 픽셀들을 포함하고, 그리고 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛에 의해 커버되고, N은 2 보다 크거나 또는 같은 짝수이다.
Description
본 개시는 이미지 디바이스 기술 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서, 이의 포커싱 제어 방법, 및 전자 디바이스에 관한 것이다.
관련 기술 분야에서, 듀얼 픽셀 오토포커스(Dual Pixel Autofocus) 기술은 시장에서 가장 진보한 포커싱 기술이 되었다. 콘트라스 포커싱(contrast focusing), 레이저 포커싱(laser focusing) 및 위상 포커싱(phase focusing) 기술들과 비교하여, 듀얼 픽셀 오토포커스 기술은 더 빠른 포커싱 속도와 더 넓은 포커싱 범위를 가진다. 또한, 듀얼 픽셀 오토포커스 기술에서, "듀얼-코어" 포토다이오드(photodiode)들은 이미징 중에 출력을 위해 하나의 픽셀로 "병합(merged)"되기 때문에, 이미지 품질에 영향을 미치지 않고 포커싱의 성능이 보장될 수 있다.
그러나, 듀얼 픽셀 오토포커스 기술을 사용하는 경우, 각각의 픽셀에 대해 2개의 포토다이오드들이 존재하기 때문에, 빛의 양이 줄어들어, 저조도 환경에서 듀얼-코어 포커싱을 수행하는 것을 어렵게 한다.
본 개시의 제 1 양상의 실시예들은 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법을 제공한다. 상기 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서는 감광 픽셀들의 어레이, 상기 감광 픽셀들의 어레이 상에 배치되는 필터 유닛들의 어레이, 및 상기 필터 유닛들의 어레이 위에 배치되는 마이크로 렌즈들의 어레이를 포함한다. 상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 적어도 하나의 제 1 마이크로 렌즈 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들을 포함하고, 각각의 제 2 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 그리고 각각의 제 1 마이크로 렌즈는 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응한다. 각각의 포커싱 감광 유닛은 N*N 감광 픽셀들을 포함하고, 그리고 상기 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛에 의해 커버되고, N은 2 보다 크거나 같은 짝수이다. 상기 방법은: 상기 감광 픽셀들의 어레이가 포커스 모드로 진입하도록 제어하는 단계; 상기 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 상기 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제 1 위상 차이 정보 및 상기 제 2 위상 차이 정보에 따라 포커싱 제어를 수행하는 단계; 를 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보를 획득하는 단계는: 상기 포커싱 감광 유닛에서의 감광 픽셀들의 제 1 부분의 출력값들에 따라 제 1 출력값을 획득하는 단계; 상기 포커싱 감광 유닛에서의 감광 픽셀들의 제 2 부분의 출력값들에 따라 제 2 출력값을 획득하는 단계; 및 상기 제 1 출력값 및 상기 제 2 출력값에 따라 상기 제 1 위상 차이 정보를 생성하는 단계; 를 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 각각의 감광 픽셀은 제 1 포토다이오드(photodiode) 및 제 2 포토다이오드를 가지고, 그리고 상기 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 획득하는 단계는: 상기 감광 픽셀의 상기 제 1 포토다이오드의 출력값에 따라 제 3 출력값을 획득하는 단계; 상기 감광 픽셀의 상기 제 2 포토다이오드의 출력값에 따라 제 4 출력값을 획득하는 단계; 및 상기 제 3 출력값 및 상기 제 4 출력값에 따라 상기 제 2 위상 차이 정보를 생성하는 단계; 를 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 방법은: 상기 감광 픽셀들의 어레이가 이미징 모드로 진입하도록 제어하는 단계; 및 상기 감광 픽셀들의 어레이가 노광(exposure)을 수행하도록 제어하고, 상기 감광 픽셀들의 어레이의 픽셀값들을 획득하고 그리고 이미지를 생성하는 단계 - 상기 백색 필터 유닛에 의해 커버되는 상기 포커싱 감광 유닛의 부분의 픽셀값들은 보간 알고리즘(interpolation algorithm)에 의해 획득됨 -; 를 더 포함한다.
본 개시의 제 2의 양상의 실시예들은 듀얼-코어 이미지 센서를 제공하고, 상기 듀얼-코어 이미지 센서는 감광 픽셀들의 어레이, 감광 픽셀들의 어레이 상에 배치되는 필터 유닛들의 어레이 및 상기 필터 유닛들의 위에 배치되는 마이크로 렌즈들의 어레이를 포함한다. 상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 적어도 하나의 제 1 마이크로 렌즈 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들을 포함하고, 각각의 제 2 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 각각의 제 1 마이크로 렌즈는 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응하고, 각각의 포커싱 감광 유닛은 N*N 감광 픽셀들을 포함하고, 그리고 상기 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛에 의해 커버되고, 여기서 N은 2 보다 크거나 같은 짝수이다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 감광 픽셀들은 베이어 어레이(Bayer array)로 배치된다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 복수의 제 1 마이크로 렌즈들을 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 마이크로 렌즈들의 중심에 가까울수록, 상기 제 1 마이크로 렌즈들의 밀도가 높아지고, 그리고 상기 마이크로 렌즈들의 어레이의 중심으로부터 멀어질수록, 상기 제 1 마이크로 렌즈들의 밀도가 낮아진다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 수평 중심선 및 수직 중심선을 가지고, 그리고 상기 복수의 제 1 마이크로 렌즈들은: 상기 수평 중심선을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들의 제 1 그룹; 및 상기 수직 중심선을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들의 제 2 그룹; 을 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 2개의 대각선들을 가지고, 그리고 상기 복수의 제 1 마이크로 렌즈들은 상기 2개의 대각선들을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들의 제 3 그룹을 더 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 백색 필터 유닛은 상기 포커싱 감광 유닛에서의 우측 N개의 감광 픽셀들 중 좌측 절반 및 좌측 N개의 감광 픽셀들 중 우측 절반을 커버하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에서, N=2이다.
본 개시의 제 3 양상의 실시예들은 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 본 개시의 제 2 양상의 실시예들에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서 및 제어부를 포함한다. 상기 제어부는: 상기 감광 픽셀들의 어레이가 포커스 모드로 진입하도록 제어하고; 상기 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 상기 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 상기 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 생성하고; 그리고 상기 제 1 위상 차이 정보 및 상기 제 2 위상 차이 정보에 따라 포커싱 제어를 수행하도록 구성된다.
본 개시의 제 4 양상의 실시예들은 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 하우징, 프로세서, 메모리, 회로 기판 및 전력 공급 회로를 포함한다. 회로 기판은 하우징에 의해 둘러싸인 공간 내에 배치된다. 프로세서 및 메모리는 회로 기판 상에 배치된다. 전력 공급 회로는 전자 디바이스의 각각의 회로들 또는 컴포넌트들에 대한 전력을 제공하도록 구성된다. 상기 메모리는 실행가능한 프로그램 코드들을 저장하도록 구성된다. 프로세서는 상술한 포커싱 제어 방법을 수행하기 위해, 메모리에 저장된 실행가능한 프로그램 코드들을 판독함으로써 실행가능한 프로그램 코드들에 대응하는 프로그램을 실행하도록 구성된다.
본 개시의 실시예들에 대한 추가적인 양상들 및 이점들이 이하의 설명들에서 부분적으로 제공될 것이며, 이하의 설명들로부터 부분적으로 명백해지거나, 또는 본 개시의 실시예들에 대한 실시로부터 학습될 것이다.
본 개시의 실시예들에 대한 이러한 그리고 다른 양상들 및 이점들이 도면들을 참조하여 이루어지는 이하의 설명들로부터 명백해지고 그리고 보다 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 종래 기술의 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 듀얼-코어-포커싱 이미지 센서의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 다른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서의 상면도이다.
도 4는 제 1 마이크로 렌즈들의 밀도 배치를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 포커싱 감광 유닛에서의 백색 필터 유닛에 의해 커버되는 2*2 감광 픽셀들의 분할 효과를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법의 흐름도이다.
도 8은 보간 알고리즘에 의해 포커싱 감광 유닛의 픽셀값들을 획득하는 것에 대한 개략도이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 전자 디바이스의 블록도이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 전자 디바이스의 블록도이다.
도 1은 종래 기술의 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 듀얼-코어-포커싱 이미지 센서의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 다른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서의 상면도이다.
도 4는 제 1 마이크로 렌즈들의 밀도 배치를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 포커싱 감광 유닛에서의 백색 필터 유닛에 의해 커버되는 2*2 감광 픽셀들의 분할 효과를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법의 흐름도이다.
도 8은 보간 알고리즘에 의해 포커싱 감광 유닛의 픽셀값들을 획득하는 것에 대한 개략도이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 전자 디바이스의 블록도이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 전자 디바이스의 블록도이다.
예시적인 실시예들이 상세히 설명될 것이며, 이의 예시들은 첨부되는 도면들에서 도시되고, 여기서 도면 전반에 걸쳐 동일 또는 유사한 참조 번호들은 동일 또는 유사한 엘리먼트들이나 동일 또는 유사한 기능들을 가지는 엘리먼트들을 나타낸다. 도면들을 참조하여 이하에서 설명되는 실시예들은 단지 예시이며 그리고 본 개시를 설명하기 위해 사용되고, 본 개시를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다.
본 개시는 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어에 관련된 것이다. 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서는 감광 픽셀들의 어레이, 감광 픽셀들의 어레이 상에 배치되는 필터 유닛들의 어레이, 및 필터 유닛들의 어레이 위에 배치되는 마이크로 렌즈들의 어레이를 포함한다. 마이크로 렌즈들의 어레이는 적어도 하나의 마이크로 제 1 마이크로 렌즈 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들을 포함하고, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 그리고 각각의 제 1 마이크로 렌즈는 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응한다. 각각의 포커싱 감광 유닛은 N*N 감광 픽셀들을 포함하고, 그리고 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛에 의해 커버되고, 여기서 N은 2 보다 크거나 또는 같은 짝수이다. 상기 방법은 감광 픽셀들의 어레이가 포커스 모드로 진입하도록 제어하는 단계; 상기 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 상기 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제 1 위상 차이 정보 및 상기 제 2 위상 차이 정보에 따라 포커싱 제어를 수행하는 단계; 를 포함한다.
본 개시는 추가적으로 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 관한 것이다. 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서는 감광 픽셀들의 어레이, 감광 픽셀들의 어레이 상에 배치되는 필터 유닛들의 어레이 및 필터 유닛들의 어레이 위에 배치되는 마이크로 렌즈들의 어레이를 포함한다. 마이크로 렌즈들의 어레이는 적어도 하나의 제 1 마이크로 렌즈 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들을 포함하고, 각각의 제 2 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 각각의 제1 마이크로 렌즈는 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응하고, 각각의 포커싱 감광 유닛은 N*N 감광 픽셀들을 포함하고, 그리고 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛에 의해 커버되고, 여기서 N은 2 보다 크거나 같은 짝수이다.
본 개시는 추가적으로 전자 디바이스에 관한 것이다. 전자 디바이스는 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서 및 제어부를 포함한다. 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서는 감광 픽셀들의 어레이, 감광 픽셀들의 어레이 상에 배치되는 필터 유닛들의 어레이 및 필터 유닛들의 어레이 위에 배치되는 마이크로 렌즈들의 어레이를 포함한다. 마이크로 렌즈들의 어레이는 적어도 하나의 제 1 마이크로 렌즈 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들을 포함하고, 각각의 제 2 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 각각의 제1 마이크로 렌즈는 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응하고, 각각의 포커싱 감광 유닛은 N*N 감광 픽셀들을 포함하고, 그리고 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛에 의해 커버되고, 여기서 N은 2 보다 크거나 같은 짝수이다. 제어부는: 감광 픽셀들의 어레이가 포커스 모드로 진입하도록 제어하고; 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 생성하고; 그리고 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 위상 차이 정보에 따라 포커싱 제어를 수행하도록 구성된다.
본 개시는 추가적으로 전자 디바이스에 관한 것이다. 전자 디바이스는 하우징, 프로세서, 메모리, 회로 기판 및 전력 공급 회로를 포함한다. 회로 기판은 하우징에 의해 둘러싸인 공간 내에 배치된다. 프로세서 및 메모리는 회로 기판 상에 배치된다. 전력 공급 회로는 전자 디바이스의 각각의 회로들 또는 컴포넌트들에 대한 전력을 제공하도록 구성된다. 상기 메모리는 실행가능한 프로그램 코드들을 저장하도록 구성된다. 프로세서는 상술한 포커싱 제어 방법을 수행하기 위해, 메모리에 저장된 실행가능한 프로그램 코드들을 판독함으로써 실행가능한 프로그램 코드들에 대응하는 프로그램을 실행하도록 구성된다.
본 개시의 실시예들에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서, 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법, 및 전자 디바이스는 첨부되는 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
듀얼 픽셀 오토포커스 기술은 시장에서 가장 진보한 포커싱 기술이다. 도 1은 이러한 포커싱 기술에서 사용되는 듀얼-코어 포커싱 센서의 구조를 도시한다. 도 1에서 도시되는 바와 같이, 각각의 마이크로 렌즈(도 1에서, 원들은 마이크로 렌즈들을 나타냄)는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 그리고 각각의 감광 픽셀은 2개의 포토다이오드(photodiode)들을 가진다. 이미징 프로세스에서, "1" 및 "2"의 값들이 단일-컴포넌트 픽셀값을 획득하기 위해 합산된다. 포커싱 프로세스에서, "1" 및 "2"의 값들이 각각 판독되고, 그리고 렌즈의 구동 방향 및 구동력이 "1" 및 "2"의 값들 사이의 위상 차이를 계산함으로써 결정될 수 있다.
픽셀들의 전체 수의 증가와 함께, "1" 및 "2"에 대응하는 감광 영역들이 더 작아지게 되어, 통과되는 빛의 양이 줄어들어, 위상 정보가 저조도 환경에서 노이즈에 의해 쉽게 누락되고(drowned), 그리고 저조도 환경에서 포커싱을 수행하는 것이 어렵다는 점이 이해될 것이다.
따라서, 저조도 환경에서 포커싱이 어렵다는 종래 기술에서의 듀얼 픽셀 오토포커스 기술의 문제점을 해결하기 위해서, 본 개시는 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서를 제공하며, 이는 포커싱 픽셀을 통과하는 빛의 양을 증가시키며, 그리고 저조도 환경에서의 포커싱 속도를 효과적으로 향상시킬 수 있고, 동시에 이미지의 색상 감소에 대한 정확성를 보장한다.
이하에서, 본 개시의 실시예들에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서가 설명된다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서의 단면도이다. 도 3 은 본 개시의 실시예에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서의 상면도이다.
도 2 및 도 3에서 도시되는 바와 같이, 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서(100)는 감광 픽셀들의 어레이(10), 필터 유닛들의 어레이(20) 및 마이크로 렌즈들의 어레이(30)를 포함한다.
필터 유닛들의 어레이(20)는 감광 픽셀들의 어레이(10) 상에 배치되고, 그리고 마이크로 렌즈들의 어레이(30)는 필터 유닛들의 어레이(20) 위에 배치된다. 마이크로 렌즈들의 어레이(30)는 적어도 하나의 제 1 마이크로 렌즈(31) 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들(32)을 포함한다. 각각의 제2 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀(12)에 대응한다. 각각의 제 1 마이크로 렌즈(31)는 하나의 필터 유닛(22) 및 하나의 포커싱 감광 유닛(11)에 대응한다. 각각의 포커싱 감광 유닛(11)은 N*N 감광 픽셀(12)들을 포함한다. 일 실시예에서, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 하나의 포커싱 감광 유닛(11)(도 3에서 점선들에 의해 둘러싸인 영역)은 2*2 감광 픽셀(12)들을 포함한다. 포커싱 감광 유닛(11)의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛(21)에 의해 커버된다. 본 개시에서, "백색 필터 유닛에 의해 커버됨"은 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에서, 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 필터 유닛에 의해 커버되지 않는다. 도 2에서 도시되는 바와 같이, 상기 부분에서의 필터 유닛(21)은 제거되거나 또는 백색 필터 유닛으로 대체될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 부분(21) 아래의 감광 픽셀은 "백색" 픽셀로 지칭될 수 있다.
감광 픽셀(12)은 2개의 포토다이오드들을 포함하고, 이는 각각 제 1 포토다이오드(121) 및 제 2 포토다이오드(122)이다. 제 1 포토다이오드(121) 및 제 2 포토다이오드(122)는 각각 도 3에서의 각각의 감광 픽셀(12)의 "1" 및 "2"에 대응한다.
본 개시의 실시예들에서, 감광 픽셀(12)들은 베이어 어레이(Bayer array)로 배치된다. 베이어 구조를 사용함으로써, 베이어 구조에 대한 종래의 알고리즘이 이미지 신호들을 처리하는데 사용될 수 있으므로, 하드웨어 구조의 측면에서 큰 조정을 할 필요가 없다.
본 개시의 실시예들에서, 백색 필터 유닛(21)은 포커싱 감광 유닛(11)에서의 우측 N개의 감광 픽셀들의 좌측 절반 및 좌측 N개의 감광 픽셀들의 우측 절반을 커버하거나, 또는 포커싱 감광 유닛(11)에서의 하부측 N개의 감광 픽셀들의 상부 절반 및 상부측 N개의 감광 픽셀들의 하부 절반을 커버한다. 포커싱 감광 유닛(11)에서의 백색 필터 유닛(21)에 의해 커버되는 위치 및 크기는 본 개시에서 제한되지 않는다. 도 3에서 도시되는 바와 같이, 본 개시의 실시예에서, 백색 필터 유닛(21)(즉, 도 3에서 W)은 포커싱 감광 유닛(11)에서의 우측 2개의 감광 픽셀들의 좌측 절반 및 좌측 2개의 감광 픽셀들의 우측 절반을 커버하고, 그리고 잔여 부분은 일반적인 필터 유닛들로 형성된다.
일반적으로, 본 개시의 실시예들에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서(100)에서, N*N 감광 픽셀들(110)은 하나의 그룹을 형성하며 그리고 하나의 제 1 마이크로 렌즈(31)를 공유하고, 그리고 백색 필터 유닛(21)은 포커싱 감광 유닛(11)의 일부분을 커버한다.
마이크로 렌즈들의 어레이(30)는 복수의 제 1 마이크로 렌즈들(31)을 포함할 수 있다.
이해하기 쉽도록, 마이크로 렌즈들의 어레이(30)에서의 제 1 마이크로 렌즈들(31)의 배치는 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 도 4는 제 1 마이크로 렌즈들의 밀도 배치를 도시하는 개략도이다. 도 4에서 도시되는 바와 같이, 제 1 마이크로 렌즈들(31)(즉, 도 4에서 W)에 의해 커버되는 백색 필터 유닛들(21)은 전체 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에서 흩어져 있고, 그리고 전체 픽셀 개수의 3% 내지 5%를 차지한다. 마이크로 렌즈들의 어레이의 중심에 가까울수록, 백색 필터 유닛들이 더 조밀하게 배치되고, 그리고 마이크로 렌즈들의 어레이의 중심으로부터 멀어질수록, 백색 필터 유닛들이 더 희박하게 배치되며, 이는 사진의 중앙 영역에서의 포커싱 정확성 및 속도를 우선시하며, 그리고 이미지 품질에 영향을 미치지 않고 포커싱 속도를 효과적으로 향상시킨다.
본 개시의 실시예에서, 마이크로 렌즈들의 어레이(30)는 수평 중심선 및 수직 중심선을 포함한다. 복수의 제 1 마이크로 렌즈들(31)은 수평 중심선을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들(31)의 제 1 그룹 및 수직 중심선을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들(31)의 제 2 그룹을 포함한다.
본 개시의 일 실시예에서, 마이크로 렌즈들의 어레이(30)는 2개의 대각선들을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 제 1 마이크로 렌즈들(31)은 또한 2개의 대각선들을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들(31)의 제 3 그룹을 포함한다.
도 3 및 도 4에서의 W는 백색 필터 유닛(21)이 사용되는 경우 더 많은 양의 통과되는 빛이 획득될 수 있다는 것을 나타냄을 유의해야 한다.
도 2 내지 도 4에서의 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서의 구조에 기초하여, 본 개시의 실시예들에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법은 이하에서 설명된다. 도 5는 본 개시의 실시예에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법의 흐름도이다. 도 5에서 도시되는 바와 같이, 상기 방법은 다음을 포함한다.
블록(51)에서, 감광 픽셀들의 어레이는 포커스 모드로 진입하도록 제어된다.
사진들을 찍기 위해 카메라가 사용되고, 그리고 사진의 선명도가 불충분한 경우, 감광 픽셀들의 어레이는 포커스 모드로 진입하도록 제어되어, 포커싱에 의해 사진의 선명도를 향상시킬 수 있다.
블록(52)에서, 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 감광 픽셀(듀얼-코어 포커싱 감광 픽셀)의 제 2 위상 차이 정보가 획득된다.
본 개시의 실시예에서, 포커스 모드로 진입한 이후에, 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보가 획득될 수 있다.
본 개시의 적어도 하나의 실시예에서, 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보가 다음과 같이 획득될 수 있다.
포커싱 감광 유닛에서의 감광 픽셀들의 제 1 부분의 출력값들이 제 1 출력값으로 판독되고, 포커싱 감광 유닛에서의 감광 픽셀들의 제 2 부분의 출력값들은 제 2 출력값으로 판독되며, 그리고 제 1 위상 차이 정보가 제 1 출력값 및 제 2 위상값에 따라 획득된다.
본 개시의 실시예들에서, 포커싱 감광 픽셀의 제 1 위상 차이 정보를 획득하는 것은 백색 필터 유닛에 의해 커버되는 포커싱 감광 유닛의 부분의 제 1 위상 차이 정보를 획득하는 것을 지칭할 수 있음을 유의해야 한다.
도 3 내지 도 6을 참조하여, 2*2 감광 픽셀들을 포함하는 포커싱 감광 유닛을 가지고 설명될 것이며, 백색 필터 유닛은 예시로서 포커싱 감광 유닛에서의 우측 2개의 감광 픽셀들의 좌측 절반 및 좌측 2개의 감광 픽셀들의 우측 절반을 커버한다. 포커싱 감광 유닛에서의 백색 필터 유닛(W로 표시되는, 도 3에서 백색 부분)에 의해 커버되는 영역은 상이한 시점들로 분할될 수 있다. 도 6에서 도시되는 바와 같이, W는 각각 수직 방향을 따라, 수평 방향을 따라, 그리고 대각선을 따라 분할된다.
제 1 예시에서, W는 수직 방향을 따라 분할된다.
이러한 예시에서, W는 좌측 및 우측 부분들인 2개의 부분들로 분할된다. W의 좌측 부분에서의 2개의 "1"들의 출력값들이 제 1 출력값으로 획득되고, 그리고 W의 우측 부분에서의 2개의 "2"들의 출력값들은 제 2 출력값으로 획득된다.
제 2 예시에서, W는 수평 방향을 따라 분할된다.
이러한 예시에서, W는 상부 및 하부인 2개의 부분들로 분할된다. W의 상부에서의 2개의 "1"들의 출력값들이 제 1 출력값으로 획득되고, 그리고 W의 하부 상의 2 개의 "2"들의 출력값들이 제 2 출력값으로 획득된다.
제 3 예시에서, W는 대각선을 따라 분할된다.
이러한 실시예에서, W는 2개의 대각선들을 따라 2 부분으로 분할된다. W의 좌상 및 우하 부분들에서의 2개의 "1"들의 출력값들이 제 1 출력값으로 획득되고, 그리고 좌하 및 우상 부분들에서의 2개의 "2"들의 출력값들이 제 2 출력값으로 획득된다.
본 개시의 실시예들에서, 제 1 출력값 및 제 2 출력값이 획득된 이후, 제 1 위상 정보가 제 1 출력값 및 제 2 출력값에 따라 획득될 수 있다.
예를 들어, W의 좌측 부분에서의 2개의 "1"들의 출력값들이 제 1 위상 정보를 생성하기 위해 합산되고, 그리고 W의 우측 부분에서의 2개의 "2"들의 출력값들이 제 2 위상 정보를 생성하기 위해 합산된다. 마지막으로, 제 1 위상 정보가 제 1 위상 정보와 제 2 위상 정보 사이의 차이값을 계산함으로써 획득될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서, 포커싱 감광 유닛에서의 백색 필터에 의해 커버되는 영역의 좌측 부분 및 우측 부분의 출력값들을 각각 제 1 출력값 및 제 2 출력값으로 취함으로써, 좌/우 방향에서의 제 1 위상 차이 정보가 검출될 수 있다. 포커싱 감광 유닛에서의 백색 필터 유닛에 의해 커버되는 영역의 상부 및 하부의 출력값들을 각각 제 1 출력값 및 제 2 출력값으로 취함으로써, 상/하 방향에서의 제 1 위상 차이 정보가 검출될 수 있다. 포커싱 감광 유닛에서의 백색 필터 유닛에 의해 커버되는 영역의 2개의 대각선 부분들의 출력값들을 각각 제 1 출력값 및 제 2 출력값으로 취함으로써, 대각선 방향에서의 제 1 위상 차이 정보가 검출될 수 있다.
본 개시의 적어도 하나의 실시예에서, 듀얼-코어 포커스 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보가 다음과 같이 획득될 수 있다. 제 1 포토다이오드의 출력값이 제 3 출력값으로 획득되고, 제 2 포토다이오드의 출력값이 제 4 출력값으로 획득되고, 그리고 제 2 위상 차이 정보가 제 3 출력값 및 제 4 출력값에 따라 획득된다.
도 3을 더 예로 들어서, 각각의 듀얼-코어 포커스 감광 픽셀들에 대해, 제 2 위상 차이 정보가 동일한 방식으로 계산된다. 여기서, 도 3의 Gr에서의 제 2 위상 차이 정보가 예시로 설명된다. Gr에서의 "1"의 출력값이 먼저 제 3 출력값으로 판독되며, 그리고 Gr에서의 "2"의 출력값이 제 4 출력값으로 판독된다. 제 2 위상 차이 정보는 제 3 출력값 및 제 4 출력값에 따라 획득된다. 예를 들어, 제 2 위상 차이 정보가 제 3 출력값과 제 4 출력값 사이의 차이를 계산함으로써 획득될 수 있다.
블록(53)에서, 포커싱 제어가 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 위상 차이 정보에 따라 수행된다.
본 개시의 실시예들에서, 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 듀얼-코어 포커스 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보가 획득된 이후, 포커싱 제어가 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 위상 차이 정보에 따라 수행될 수 있다.
종래의 듀얼-코어 포커싱 기술에서, 위상 차이값은 통상적으로 듀얼-코어 포커스 감광 픽셀에서의 2개의 포토다이오드들의 출력값들을 따라 계산되고, 이로 인해 포커싱을 구현하기 위한 구동 방향 및 구동력을 계산한다. 저조도 환경에서, 포커싱 속도는 느리다.
본 개시의 실시예들에서, 하나의 제 1 마이크로 렌즈는 하나의 백색 필터 유닛에 대응하고, 그리고 하나의 백색 필터 유닛은 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응한다. 백색 필터 유닛을 조정함으로써, 더 많은 양의 통과되는 빛이 저조도 환경에서 획득될 수 있어, 저조도 환경에서 포커싱 속도를 향상시킨다.
본 개시에서, 마이크로 렌즈들의 어레이에 좀 더 큰 마이크로 렌즈들을 삽입하고 포커싱 감광 유닛의 일부분 상에 백색 필터 유닛을 위치시킴으로써, 그리고 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 듀얼-코어 포커스 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 판독하고, 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 위상 차이 정보에 따라 포커싱 제어를 수행함으로써, 포커싱 픽셀들을 통과하는 빛의 양을 증가시키고, 저조도 환경에서 포커싱 속도를 효과적으로 향상시키는 것이 가능하고, 동시에 이미지의 색상 감소의 정확성을 보장한다.
포커싱의 목적은 고화질의 사진들을 획득하는 것이라는 점이 이해되어야 한다. 실제 적용에서, 포커싱 프로세싱이 완료된 이후에, 이미징 프로세싱이 수행될 수 있다. 따라서, 도 7에서 도시되는 바와 같이, 그리고 도 5에 기초하여, 블록(53) 이후에, 상기 방법은 다음을 더 포함한다.
블록(71)에서, 감광 픽셀들의 어레이는 이미징 모드로 진입하도록 제어된다.
본 개시의 실시예들에서, 포커싱 제어가 완료된 이후에, 감광 픽셀들의 어레이는 이미징 모드로 진입하도록 제어된다.
블록(72)에서, 감광 픽셀들의 어레이는 노광(exposure)을 수행하도록 제어되고, 감광 픽셀들의 어레이의 픽셀값들이 획득되며, 그리고 이미지 생성된다.
백색 필터 유닛에 의해 커버되는 포커싱 감광 유닛의 부분의 픽셀값들이 보간 알고리즘(interpolation algorithm)에 의해 획득된다.
본 개시의 실시예들에서, 감광 픽셀들의 어레이가 이미징 모드로 진입한 이후에, 감광 픽셀들의 어레이는 노광을 수행하도록 제어되고, 감광 픽셀들의 어레이의 픽셀값들이 감광 픽셀들의 어레이의 출력값들을 판독함으로써 획득되며, 그리고 이미지가 생성된다.
본 개시의 실시예에서, 듀얼-코어 포커싱 감광 픽셀(즉, 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 감광 픽셀)에 대해, 듀얼-코어 포커싱 감광 픽셀에서의 2개의 포토다이오드들의 출력값들을 판독하고 그리고 2개의 포토다이오드들의 출력값들을 합산함으로써 픽셀값이 획득된다. 예를 들어, 백색 필터 유닛에 의해 커버되는 포커싱 감광 유닛의 부분에 대해, 픽셀값이 보간 알고리즘에 의해 획득된다. 본 개시의 실시예에서, 보간 알고리즘은 최근접 보간 알고리즘(nearest neighbor interpolation algorithm), 바이리니어 보간 알고리즘(bilinear interpolation algorithm), 및 큐빅 컨볼루션 보간 알고리즘(cubic convolution interpolation algorithm) 중 어느 하나일 수 있다.
단순화를 위해, 포커싱 감광 유닛의 픽셀값들은 최근접 보간 알고리즘에 의해 획득될 수 있다.
도 8은 보간 알고리즘에 의해 포커싱 감광 유닛의 픽셀값들을 획득하는 것에 대한 개략도이다.
도 8에서 도시되는 바와 같이, 2*2 감광 픽셀들을 포함하는 포커싱 감광 유닛에서, 백색 필터 유닛(도 8에서 백색 영역)은 포커싱 감광 유닛에서의 우측 2개의 감광 픽셀들의 좌측 절반 및 좌측 2개의 감광 픽셀들의 우측 절반을 커버한다. 더 좋은 품질의 이미지들을 출력하기 위해, 보간에 의해 각각의 감광 픽셀에서의 커버된 부분의 출력값을 획득하는 것이 필요하며, 즉, 보간에 의해 각각의 감광 픽셀에서의 커버된 부분의 RGB값들을 획득하는 것이 필요하다. 이웃하는 픽셀들의 평균값은 감광 픽셀에서의 커버된 부분의 픽셀값으로 취해질 수 있다. 일례로서, 백색 필터 유닛의 좌상 "1"에서의 RGB값들이 계산된다. 설명의 편의를 위해, 좌상 "1"에서의 R 픽셀값은 R10으로 표시되고, G 픽셀값은 G10으로 표시되며, 그리고 B 픽셀값은 B10으로 표시된다. 식들은 다음과 같다.
백색 필터 유닛에서 좌하 "1", 우상 "2", 및 우하 "2"에서의 RGB값들은 좌상 "1"의 값들과 유사하게 계산될 수 있고, 이는 이웃하는 픽셀 지점들에 기초하여 보간에 의해 획득된다는 점을 유의해야 하고 여기서 자세히 설명되지 않을 것이다.
포커싱 감광 유닛의 픽셀값들을 획득하기 위한 알고리즘의 상술한 설명은 단지 본 개시를 설명하기 위해 사용된다는 점에 유의해야 하고, 그리고 본 개시를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 실제 프로세싱에서, 보다 정확한 픽셀값들을 획득하기 위해서, 이웃하는 픽셀들은 넓은 의미로 이해될 수 있다. 예를 들어, 도 8에서 도시되는 바와 같이, R11, R07 등이 좌상 "1"의 픽셀값을 계산하기 위해 사용될 수도 있다. 본 개시의 실시예에서, 감광 픽셀의 백색 필터 유닛에 의해 커버된 부분에 보다 가까운 픽셀들의 픽셀값들에 더 높은 가중치가 할당되고, 그리고 감광 픽셀의 커버된 부분으로부터 보다 멀어지는 픽셀들의 픽셀값들에 낮은 가중치가 할당된다. 환언하면, 픽셀값들의 가중치는 픽셀에서부터 감광 픽셀의 백색 필터 유닛에 의해 커버된 부분까지의 거리에 반비례한다.
본 개시의 실시예들에서, 감광 픽셀들의 픽셀값들이 획득된 이후에, 이미지는 각각의 감광 픽셀들의 픽셀값들에 따라 생성될 수 있다
본 개시의 실시예들에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법에서, 포커싱 제어가 완료된 이후에, 감광 픽셀들의 어레이는 이미징 모드로 진입하도록 제어되고, 감광 픽셀들의 어레이는 노광을 수행하도록 제어되며, 그리고 감광 픽셀들의 어레이의 픽셀값들이 감광 픽셀들의 출력값을 판독함으로써 획득되어, 이미지가 생성되며, 이는 이미지 품질을 향상시킨다.
상술한 실시예들을 구현하기 위해, 본 개시는 전자 디바이스를 더 제공한다. 도 9는 본 개시의 실시예에 따른 전자 디바이스의 블록도이다.
도 9에서 도시되는 바와 같이, 전자 디바이스(900)는 본 개시의 상술한 실시예들의 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서(100) 및 제어부(910)를 포함한다. 제어부(910)는 감광 픽셀들의 어레이가 포커스 모드로 진입하고, 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 판독하고, 그리고 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 위상 차이 정보에 따라 포커싱 제어를 수행하도록 구성된다.
본 개시의 실시예들에서, 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보를 획득하는 것은 백색 필터 유닛에 의해 커버된 포커싱 감광 유닛의 부분의 제 1 위상 차이 정보를 획득하는 것을 지칭할 수 있다는 점을 유의해야 한다.
본 개시의 일 실시예에서, 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서(100)에서의 감광 픽셀은 2개의 포토다이오드들을 가지고, 이는 제 1 포토다이어드 및 제 2 다이오드이다.
따라서, 제어부(910)는 제 1 포토다이오드의 출력값을 제 3 출력값으로 획득하고, 제 2 다이오드의 출력값을 제 4 출력값으로 획득하고, 그리고 제 3 출력값 및 제 4 출력값에 따라 제 2 위상 차이 정보를 획득하도록 추가적으로 구성된다.
포커싱의 목적은 고화질의 사진들을 획득하는 것이라는 점이 이해되어야 한다. 실제 적용에서, 포커싱 프로세싱이 완료된 이후에, 이미징 프로세싱이 수행될 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예에서, 제어부(910)는 감광 픽셀들의 어레이가 이미징 모드로 진입하도록 제어하고, 감광 픽셀들의 어레이가 노광을 수행하도록 제어하고, 감광 픽셀들의 어레이의 픽셀값들을 획득하며, 그리고 이미지를 생성하도록 추가적으로 구성된다.
백색 필터 유닛에 의해 커버되는 포커싱 감광 유닛의 부분의 픽셀값들이 보간 알고리즘에 의해 획득된다. 픽셀값들을 계산하는 단계에 대한 세부사항에 관하여, 실시예의 방법에서 상술한 설명들을 참조할 수 있으며, 이는 여기서 자세히 설명되지 않을 것이다.
본 개시의 실시예들에 따른 전자 디바이스를 이용하여, 마이크로 렌즈들의 어레이에 좀 더 큰 마이크로 렌즈들을 삽입하고 그리고 포커싱 감광 유닛의 일부분 상에 백색 필터 유닛을 위치시킴으로써, 그리고 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 듀얼-코어 포커스 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 판독하고, 그리고 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 위상 차이 정보에 따른 포커싱 제어를 수행함으로써, 포커싱 픽셀들을 통과하는 빛의 양을 증가시키고, 그리고 저조도 환경에서 포커싱 속도를 효과적으로 향상시키는 것이 가능하고, 동시에 이미지의 색상 감소의 정확성을 보장한다.
상술한 실시예들을 구현하기 위해서, 본 개시는 전자 디바이스를 더 제공한다. 도 10은 본 개시의 실시예에 따른 전자 디바이스의 블록도이다.
도 10에서 도시되는 바와 같이, 전자 디바이스(1000)는 하우징(1001), 프로세서(1002), 메모리(1003), 회로 기판(1004), 및 전력 공급 회로(1005)를 포함한다. 회로 기판(1004)은 하우징(1001)에 의해 둘러싸인 공간 내에 배치된다. 프로세서(1002) 및 메모리(1003)는 회로 기판(1004) 상에 위치한다. 전력 공급 회로(1005)는 전자 디바이스(1000)의 각각의 회로들 또는 컴포넌트들에 대한 전력을 제공하도록 구성된다. 상기 메모리(1003)는 실행가능한 프로그램 코드들을 저장하도록 구성된다. 프로세서(1002)는 본 개시의 상술한 실시예들에 따른 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법을 수행하기 위해, 메모리(1003)에 저장된 실행가능한 프로그램 코드들을 판독함으로써 실행가능한 프로그램 코드들에 대응하는 프로그램을 실행하도록 구성된다.
본 개시의 실시예들에 따른 전자 디바이스를 이용하여, 마이크로 렌즈들의 어레이에 좀 더 큰 마이크로 렌즈들을 삽입하고 그리고 포커싱 감광 유닛의 일부분 상에 백색 필터 유닛을 위치시킴으로써, 그리고 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 듀얼-코어 포커스 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 판독하고, 그리고 제 1 위상 차이 정보 및 제 2 위상 차이 정보에 따른 포커싱 제어를 수행함으로써, 포커싱 픽셀들을 통과하는 빛의 양을 증가시키고, 그리고 저조도 환경에서 포커싱 속도를 효과적으로 향상시키는 것이 가능하고, 동시에 이미지의 색상 감소의 정확성을 보장한다.
"제 1" 및 "제 2"와 같은, 본 명세서에서의 관계 용어들은 일 엔티티 또는 동작을 다른 엔티티 또는 동작과 구별하기 위해서만 사용되며, 임의의 실제적인 관계 또는 순서가 존재하는 것이 반드시 요구되거나 암시되는 것이 아님을 유의해야 한다. 또한, "포함하다(comprise)", "포함하는(include) 및 이의 임의의 다른 변형들과 같은 용어들은 비-배타적인 내용들을 포함하는 것으로 의도되어, 일련의 구성요소들을 포함하는 프로세스, 방법, 제품 또는 디바이스가 이러한 구성요소들을 포함할 뿐만 아니라 명시적으로 열거되지 않은 다른 구성요소들을 포함하거나 또는 프로세스, 방법, 제품 또는 디바이스에 고유한 구성요소들을 포함할 수도 있다. 추가적으로 한정이 존재하지 않는 경우, 문장 "?을 포함하는"에 의해 한정되는 구성요소는 상기 구성요소을 포함하는 프로세스, 방법, 제품 또는 디바이스에 추가적인 동일한 구성요소들의 존재를 배제하는 것은 아니다.
흐름도에서 도시되거나 또는 다른 방식으로 설명되는 로직 및/또는 단계들(예를 들어, 논리적 기능을 실현하기 위한 실행가능한 명령들의 특정한 시퀀스 테이블)은 명령 실행 시스템, 디바이스 또는 장비(컴퓨터들에 기초하는 시스템과 같은 것으로, 상기 시스템은 프로세서들 또는 명령 실행 시스템, 디바이스 및 장비로부터 명령을 획득하고 명령들을 실행할 수 있는 다른 시스템을 포함함)에 의해 사용되거나, 명령 실행 시스템, 디바이스 및 장비와 함께 사용되도록 임의의 컴퓨터 판독가능 매체에서 구체적으로 구현될 수 있다. 명세서에서, "컴퓨터 판독가능 매체"는 명령 실행 시스템, 디바이스 또는 장비에 의해 또는 함께 사용되도록 프로그램들을 포함, 저장, 통신, 전파, 또는 전송하기에 적합한 임의의 디바이스일 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체의 보다 구체적인 예시들은: 하나 이상의 와이어들을 가지는 전자 연결부(전자 디바이스), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드-온리 메모리(ROM), 소거가능 프로그램가능 리드-온리 메모리(EPROM 또는 플래쉬 메모리), 또는 광섬유 디바이스 및, 포터블 컴팩트 디스크 리드-온리 메모리(CDROM)를 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 컴퓨터-판독가능 매체는 종이 또는 프로그램들을 인쇄할 수 있는 다른 적합한 매체일 수도 있으며, 이는 예를 들어, 종이 또는 다른 적합한 매체가 광학적으로 스캐닝되어 필요한 경우 다른 적합한 방법들로 편집, 해독, 또는 처리되어 전기적 방식으로 프로그램을 획득하여, 프로그램이 컴퓨터 메모리들에 저장될 수 있기 때문이다.
본 개시의 각각의 부분은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합에 의해 실현될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 상술한 실시예들에서, 복수의 단계들 또는 방법들은 메모리에 저장된 소프트웨어 또는 펌웨어에 의해 실현되며 그리고 적합한 명령 실행 시스템에 의해 실행될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어에 의해 실현되는 경우, 다른 실시예에서와 마찬가지로, 상기 단계들 또는 방법들은 본 기술분야에 공지된 다음의 기술들 중 하나 또는 조합에 의해 실현될 수 있다: 데이터 신호의 논리 기능을 실현하기 위한 논리 게이트 회로를 가지는 이산 논리 회로, 적절한 조합 논리 게이트 회로를 가지는 주문형 집적회로, 프로그램가능 게이트 어레이(PGA), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 등.
"일 실시예", "몇몇의 실시예들", "일례", "특정 예시" 또는 "몇몇의 예시들"에 대한 본 명세서 전반에 걸친 언급은, 실시예 또는 예시와 관련하여 설명되는 특정한 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 개시의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 전반에 걸친 상술한 문구들의 개략적인 표현들은 반드시 본 개시의 동일한 실시예 또는 예시를 언급하는 것이 아니다. 또한, 특정한 특징들, 구조들, 재료들 또는 특성들은 임의의 하나 이상의 실시예들 또는 예시들에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 모순되지 않는 경우, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 상이한 실시예들 또는 예시들 및 상이한 실시예들 또는 예시들의 특징들을 조합할 수 있다.
"일 실시예", "몇몇의 실시예들", "일례", "특정 예시", 또는 "몇몇의 예시들"에 대한 본 명세서 전반에 걸친 언급은, 실시예 또는 예시와 관련하여 설명되는 특정한 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 개시의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 전반에 걸친 상술한 문구들의 개략적인 표현들은 반드시 본 개시의 동일한 실시예 또는 예시를 언급하는 것이 아니다. 또한, 특정한 특징들, 구조들, 재료들 또는 특성들은 임의의 하나 이상의 실시예들 또는 예시들에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 상이한 실시예들 또는 예시들의 특징들 및 상이한 실시예들 또는 예시들이 상호 모순없이 본 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 조합될 수 있다.
"일 실시예", "몇몇의 실시예들", "일례", "특정 예시", 또는 "몇몇의 예시들"에 대한 본 명세서 전반에 걸친 언급은, 실시예 또는 예시와 관련하여 설명되는 특정한 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 개시의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 전반에 걸친 상술한 문구들의 개략적인 표현들은 반드시 본 개시의 동일한 실시예 또는 예시를 언급하는 것이 아니다. 또한, 특정한 특징들, 구조들, 재료들 또는 특성들은 임의의 하나 이상의 실시예들 또는 예시들에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 상이한 실시예들 또는 예시들의 특징들 및 상이한 실시예들 또는 예시들이 상호 모순없이 본 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 조합될 수 있다.
비록 본 개시의 실시예들이 앞에서 도시되고 설명되었지만, 상술한 실시예들은 단지 설명을 위한 것이며, 그리고 본 개시를 제한하는 것으로 해석될 수 없고, 본 기술 분야의 통상의 기술자들은 본 개시의 사상, 원리들 및 범위를 벗어나지 않고 실시예들에 대한 변경들, 대안들, 및 수정들을 행할 수 있다.
Claims (12)
- 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서에 대한 포커싱 제어 방법으로서, 상기 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서는 감광 픽셀들의 어레이, 상기 감광 픽셀들의 어레이 상에 배치되는 필터 유닛들의 어레이, 및 상기 필터 유닛들의 어레이 위에 배치되는 마이크로 렌즈들의 어레이를 포함하고, 상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 적어도 하나의 제 1 마이크로 렌즈 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들을 포함하고, 각각의 제 2 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 각각의 제 1 마이크로 렌즈는 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응하고, 각각의 포커싱 감광 유닛은 N*N 감광 픽셀들을 포함하고, 그리고 상기 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛에 의해 커버되고, N은 2 보다 크거나 같은 짝수이고, 상기 방법은:
상기 감광 픽셀들의 어레이가 포커스 모드(focus mode)로 진입하도록 제어하는 단계;
상기 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보 및 상기 제 2 마이크로 렌즈에 대응하는 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 획득하는 단계; 및
상기 제 1 위상 차이 정보 및 상기 제 2 위상 차이 정보에 따라 포커싱 제어를 수행하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 포커싱 감광 유닛의 제 1 위상 차이 정보를 획득하는 단계는:
상기 포커싱 감광 유닛에서의 감광 픽셀들의 제 1 부분의 출력값들에 따라 제 1 출력값을 획득하는 단계;
상기 포커싱 감광 유닛에서의 감광 픽셀들의 제 2 부분의 출력값들에 따라 제 2 출력값을 획득하는 단계; 및
상기 제 1 출력값 및 상기 제 2 출력값에 따라 상기 제 1 위상 차이 정보를 생성하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 감광 픽셀은 제 1 포토다이오드(photodiode) 및 제 2 포토다이오드를 가지고, 그리고 상기 감광 픽셀의 제 2 위상 차이 정보를 획득하는 단계는:
상기 감광 픽셀의 상기 제 1 포토다이오드의 출력값에 따라 제 3 출력값을 획득하는 단계;
상기 감광 픽셀의 상기 제 2 포토다이오드의 출력값에 따라 제 4 출력값을 획득하는 단계; 및
상기 제 3 출력값 및 상기 제 4 출력값에 따라 상기 제 2 위상 차이 정보를 생성하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감광 픽셀들의 어레이가 이미징 모드로 진입하도록 제어하는 단계; 및
상기 감광 픽셀들의 어레이가 노광(exposure)을 수행하도록 제어하고, 상기 감광 픽셀들의 어레이의 픽셀값들을 획득하고 그리고 이미지를 생성하는 단계 - 상기 백색 필터 유닛에 의해 커버되는 상기 포커싱 감광 유닛의 일부분의 픽셀값들은 보간 알고리즘(interpolation algorithm)에 의해 획득됨 -;
를 더 포함하는,
방법.
- 듀얼-코어 포커싱 이미지 센서로서,
감광 픽셀들의 어레이;
감광 픽셀들의 어레이 상에 배치되는 필터 유닛들의 어레이; 및
적어도 하나의 제 1 마이크로 렌즈 및 복수의 제 2 마이크로 렌즈들을 포함하는, 상기 필터 유닛들의 위에 배치되는 마이크로 렌즈들의 어레이 - 각각의 제 2 마이크로 렌즈는 하나의 감광 픽셀에 대응하고, 각각의 제 1 마이크로 렌즈는 하나의 포커싱 감광 유닛에 대응하고, 각각의 포커싱 감광 유닛은 N*N 감광 픽셀들을 포함하고, 그리고 상기 포커싱 감광 유닛의 적어도 일부분은 백색 필터 유닛에 의해 커버되고, N은 2 보다 크거나 같은 짝수임 -;
를 포함하는,
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서.
- 제 5 항에 있어서,
상기 감광 픽셀들은 베이어 어레이(Bayer array)로 배치되는
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 복수의 제 1 마이크로 렌즈들을 포함하는,
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서.
- 제 7 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈들의 중심에 가까울수록, 상기 제 1 마이크로 렌즈들의 밀도가 높아지고, 그리고 상기 마이크로 렌즈들의 어레이의 중심으로부터 멀어질수록, 상기 제 1 마이크로 렌즈들의 밀도가 낮아지는,
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 수평 중심선 및 수직 중심선을 가지고, 그리고 상기 복수의 제 1 마이크로 렌즈들은:
상기 수평 중심선을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들의 제 1 그룹; 및
상기 수직 중심선을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들의 제 2 그룹;
을 포함하는,
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서.
- 제 9 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈들의 어레이는 2개의 대각선들을 포함하고, 그리고 상기 복수의 제 1 마이크로 렌즈들은:
상기 2개의 대각선들을 따라 배치되는 제 1 마이크로 렌즈들의 제 3 그룹;
을 더 포함하는,
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서.
- 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 백색 필터 유닛은 상기 포커싱 감광 유닛에서의 우측 N개의 감광 픽셀들 중 좌측 절반 및 좌측 N개의 감광 픽셀들 중 우측 절반을 커버하도록 구성되는,
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서.
- 제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
N=2인,
듀얼-코어 포커싱 이미지 센서.
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