KR20220058387A - 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220058387A
KR20220058387A KR1020210083124A KR20210083124A KR20220058387A KR 20220058387 A KR20220058387 A KR 20220058387A KR 1020210083124 A KR1020210083124 A KR 1020210083124A KR 20210083124 A KR20210083124 A KR 20210083124A KR 20220058387 A KR20220058387 A KR 20220058387A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
pixel
wavelength
lens array
color separation
Prior art date
Application number
KR1020210083124A
Other languages
English (en)
Inventor
노숙영
윤석호
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to CN202111224127.8A priority Critical patent/CN114447006A/zh
Priority to JP2021175271A priority patent/JP2022074063A/ja
Priority to EP21205334.2A priority patent/EP3993046A1/en
Priority to US17/514,634 priority patent/US11855113B2/en
Publication of KR20220058387A publication Critical patent/KR20220058387A/ko
Priority to US18/507,618 priority patent/US20240079431A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N9/045—

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

색분리 렌즈 어레이를 포함하여 광 효율이 향상된 이미지센서의 구조를 개시하며, 개시된 이미지센서는, 적외선 대역의 제1 파장 광을 감지하는 복수의 제1 화소 및 가시광선 대역의 제2 파장 광을 감지하는 복수의 제2 화소를 포함하는 센서 기판 및 센서 기판 상부에 배치되어 입사하는 제1 파장 광의 위상을 변경하여 제1 파장 광을 제1 화소로 집광하는 색분리 렌즈 어레이를 포함하고, 색분리 렌즈 어레이는 각각의 제1 화소에 제1 파장 광을 집광하는 복수의 집광 영역을 포함하고, 집광 영역의 면적은 제1 화소의 면적보다 클 수 있다.

Description

색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치 {Image sensor including color separating lens array and electronic apparatus including the image sensor}
개시된 실시예들은 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이미지 센서를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선 광을 분리하여 집광할 수 있는 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이미지 센서를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
3차원 영상 또는 사람의 눈으로 감지되지 않는 물질 정보를 회득하기 위해 가시광선 화소와 적외선 화소를 모두 포함하는 이미지 센서, 예를 들면, 멀티 스펙트럴 이미지 센서 또는 3D 이미지 센서가 개발되고 있다. 그러나 실리콘 기반의 광전 변환 소자를 이용하는 경우 적외선 화소의 신호 변환률이 낮고, 마이크로 렌즈에 의해 적외선 광의 크로스톡이 발생하여 품질 향상이 어렵다.
적외선 광을 분리하여 집광할 수 있는 색분리 렌즈 어레이를 이용하여 광 이용 효율이 향상된 이미지 센서 및 이미지 센서를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 이미지센서는, 적외선 대역의 제1 파장 광을 감지하는 복수의 제1 화소 및 가시광선 대역의 제2 파장 광을 감지하는 복수의 제2 화소를 포함하는 센서 기판 및 센서 기판 상부에 배치되어 입사하는 제1 파장 광의 위상을 변경하여 제1 파장 광을 제1 화소로 집광하는 색분리 렌즈 어레이를 포함하고, 색분리 렌즈 어레이는 각각의 제1 화소에 제1 파장 광을 집광하는 복수의 집광 영역을 포함하고, 집광 영역의 면적은 제1 화소의 면적보다 클 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 광학상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 및 이미지센서의 동작을 제어하고, 이미지센서에서 생성한 신호를 저장 및 출력하는 프로세서를 포함하고, 이미지센서는, 적외선 대역의 제1 파장 광을 감지하는 복수의 제1 화소 및 가시광선 대역의 제2 파장 광을 감지하는 복수의 제2 화소를 포함하는 센서 기판 및 센서 기판 상부에 배치되어 입사하는 제1 파장 광의 위상을 변경하여 제1 파장 광을 제1 화소로 집광하는 색분리 렌즈 어레이를 포함하고, 색분리 렌즈 어레이는 각각의 제1 화소에 제1 파장 광을 집광하는 복수의 집광 영역을 포함하고, 집광 영역의 면적은 제1 화소의 면적보다 클 수 있다.
개시된 색분리 렌즈 어레이는 적외선 광을 흡수하거나 차단하지 않으면서 분리하여 집광할 수 있기 때문에, 이미지 센서의 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 개시된 색분리 렌즈 어레이를 채용한 이미지 센서는 적외선 감지 효율이 향상되어 홍채 인식 등 다양한 어플리케이션에 활용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센서의 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c 이미지 센서에 적용될 수 있는 화소 패턴의 예를 보이는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 색분리 렌즈 어레이의 구조와 동작을 보이는 개념도이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 화소 어레이를 각각 다른 단면에서 보이는 단면도이다.
도 5a는 도 4a 및 도 4b의 화소 어레이의 화소의 배열을 보이는 평면도이며, 도 5b는 도 4a 및 도 4b의 색분리 렌즈 어레이에 복수의 나노포스트가 배열된 형태를 예시적으로 보이는 평면도이고, 도 5c는 도 5b의 일부 영역, 즉, 단위 패턴을 구성하는 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역의 나노포스트의 배열을 상세히 보이는 도면이다.
도 6a는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 청색광의 위상 분포를 도 5b의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 보이고, 도 6b는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 청색광의 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역 중심에서의 위상을 보이는 도면이다.
도 7a는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 적외선의 위상 분포를 도 5b의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 보이고, 도 7b는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 적외선의 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역 중심에서의 위상을 보이는 도면이다.
도 7c는 적외선 화소에 대응하는 색분리 렌즈 어레이의 적외선 화소 대응 영역과 그 주변에 입사한 적외선의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 7d는 적외선 집광 영역을 예시적으로 보이는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 다른 실시예에 따른 화소 어레이를 각각 다른 단면에서 보이는 단면도이다.
도 9a는 도 8a 및 도 8b의 색분리 렌즈 어레이에 복수의 나노포스트가 배열된 형태를 예시적으로 보이는 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 일부 영역, 즉, 단위 패턴을 구성하는 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역의 나노포스트의 배열을 상세히 보이는 도면이다.
도 10a는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 녹색광 및 청색광의 위상 분포를 도 9b의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 보이고, 도 10b는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 녹색광의 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역 중심에서의 위상을 보이고, 도 10c는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 청색광의 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역 중심에서의 위상을 보이는 도면이다.
도 10d는 녹색 화소에 대응하는 색분리 렌즈 어레이의 녹색 화소 대응 영역과 그 주변에 입사한 녹색광의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 10e는 녹색광 집광 영역을 예시적으로 보이는 도면이다.
도 10f는 청색 화소에 대응하는 색분리 렌즈 어레이의 청색 화소 대응 영역과 그 주변에 입사한 청색광의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 10g는 청색광 집광 영역을 예시적으로 보이는 도면이다.
도 11a는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 적색광 및 적외선의 위상 분포를 도 9b의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 보이고, 도 11b는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 적색광의 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역 중심에서의 위상을 보이고, 도 11c는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 적외선의 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역 중심에서의 위상을 보이는 도면이다.
도 11d는 적색 화소에 대응하는 색분리 렌즈 어레이의 적색 화소 대응 영역과 그 주변에 입사한 적색광의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 11e는 적색광 집광 영역을 예시적으로 보이는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 다른 예에 따른 화소 어레이를 각각 다른 단면에서 보이는 개략적인 도면이다.
도 13a는 도 12a 및 도 12b의 색분리 렌즈 어레이에 나노포스트가 배열된 형태를 예시적으로 보이는 평면도이고, 도 13b는 도 13b의 일부를 확대하여 상세히 보인 평면도이다.
도 14a는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 녹색광과 적외선의 혼합광, 및 청색광의 위상 분포를 도 13a의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 보이고, 도 14b는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 적색광 및, 녹색광과 적외선의 혼합광의 위상 분포를 도 13a의 Ⅵ-Ⅵ'선을 따라 보이고, 도 14c는 색분리 렌즈 어레이를 통과한 녹색광과 적외선의 혼합광의 화소 대응 영역들 중심에서의 위상을 보이는 도면이다.
도 14d 및 도 14e는 색분리 렌즈 어레이의 녹색 및 적외선 화소 대응 영역과 그 주변에 입사한 녹색광 및 적외선의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 14f는 녹색광 및 적외선 집광 영역을 예시적으로 보이는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 색분리 렌즈 어레이의 다른 예를 보이는 도면이다.
도 16는 실시예들에 따른 이미지센서를 포함하는 전자 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 17는 도 16의 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 18 내지 도 27은 실시예들에 따른 이미지센서들이 적용된 전자 장치 다양한 예를 보이는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
이하에서, "상부" 또는 "상"이라고 기재된 표현은 접촉하여 바로 위/아래/좌/우에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위/아래/좌/우에 있는 것도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 이러한 용어들은 구성 요소들의 물질 또는 구조가 다름을 한정하는 것이 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 하나 또는 복수의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
"상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다.
방법을 구성하는 단계들은 설명된 순서대로 행하여야 한다는 명백한 언급이 없다면, 적당한 순서로 행해질 수 있다. 또한, 모든 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구항에 의해 한정되지 않는 이상 이러한 용어로 인해 권리 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 이미지 센서(1000)는 화소 어레이(1100), 타이밍 컨트롤러(1010), 로우 디코더(1020), 및 출력 회로(1030)를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 CCD(charge coupled device) 이미지 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서일 수 있다.
화소 어레이(1100)는 복수의 로우와 컬럼을 따라 2차원 배열된 화소들을 포함한다. 로우 디코더(1020)는 타이밍 컨트롤러(1010)로부터 출력된 로우 어드레스 신호에 응답하여 화소 어레이(1100)의 로우들 하나를 선택한다. 출력 회로(1030)는 선택된 로우를 따라 배열된 복수의 화소로부터 컬럼 단위로 광감지 신호를 출력한다. 이를 위하여, 출력 회로(1030)는 컬럼 디코더와 아날로그-디지털 변환기(ADC; analog to digital converter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 회로(1030)는 컬럼 디코더와 화소 어레이(1100) 사이에서 컬럼 별로 각각 배치된 복수의 ADC, 또는, 컬럼 디코더의 출력단에 배치된 하나의 ADC를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1010), 로우 디코더(1020), 및 출력 회로(1030)는 하나의 칩 또는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 출력 회로(1030)를 통해 출력된 영상 신호를 처리하기 위한 프로세서가 타이밍 컨트롤러(1010), 로우 디코더(1020), 및 출력 회로(1030)와 함께 하나의 칩으로 구현될 수도 있다.
화소 어레이(1100)는 서로 다른 파장의 빛을 감지하는 복수의 화소를 포함할 수 있으며, 특히 적외선 대역의 광을 감지하는 적외선 화소를 포함할 수 있다. 적외선 화소를 포함하는 이미지센서는 거리 측정, 홍채 인식, 야간시야 확보 등 가시광 화소만을 포함하는 이미지센서보다 다양한 기능을 수행할 수 있으며, 적외선 화소를 포함한 화소의 배열은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 2a 내지 도 2c는 이미지 센서(1000)의 화소 어레이(1100)의 다양한 화소 배열을 도시한다.
먼저, 도 2a는 이미지 센서(1000)에서 일반적으로 채택되고 있는 베이어 패턴(Bayer pattern)의 녹색 화소(G) 중 하나를 적외선 화소(IR)로 대체한 배열을 보인다. 도 2a를 참조하면, 하나의 단위 패턴은 네 개의 사분 영역(quadrant region)을 포함하며, 제1 내지 제4 사분면이 각각 청색 화소(B), 녹색 화소(G), 적색 화소(R), 적외선 화소(IR)가 될 수 있다. 이러한 단위 패턴이 제1 방향(X방향) 및 제2 방향(Y방향)을 따라 이차원적으로 반복 배열된다. 다시 말해, 2×2 어레이 형태의 단위 패턴 내에서 각각 1개의 녹색 화소(G), 청색 화소(B), 적색 화소(R) 및 적외선 화소(IR)가 배치된다. 전체적인 화소 배열을 보면, 복수의 녹색 화소(G)와 복수의 청색 화소(B)가 제1 방향(X 방향)을 따라 번갈아 배열되는 제1 행과 복수의 적색 화소(R)와 복수의 적외선 화소(G)가 제1 방향(X 방향)을 따라 번갈아 배열되는 제2 행이 제2 방향(Y 방향)을 따라 반복적으로 배열된다.
그러나, 화소 어레이(1100)의 배열 방식은 도 2a의 배열 외에 다양한 방식이 가능하다. 예를 들어, 도 2b를 참조하면, 베이어 패턴(Bayer pattern)의 적색 화소(R) 또는 청색 화소(B) 중 하나를 적외선 화소(IR)로 대체한 배열을 보인다. 또한, 도 2c를 참조하면, 베이어 패턴(Bayer Pattern)의 2×2 단위 패턴을 1개의 적외선 화소(IR)로 대체하는 배열도 가능하다. 또한, 도시되지는 않았지만 단위 패턴이 3×2 어레이 형태를 가질 수도 있고, 녹색 화소(G), 청색 화소(B), 적색 화소(R)를 각각 마젠타(Magenta) 화소(M), 사이안(Cyan) 화소(C), 옐로우(Yellow) 화소(Y)로 대체하는 배열도 가능하다. 그 밖에도 화소 어레이(1100)의 화소들은 이미지 센서(1000)의 색 특성에 따라 다양한 방식으로 배열될 수 있다. 아래에서는 이미지 센서(1000)의 화소 어레이(1100)가 도 2a의 배열을 갖는 것으로 설명하지만, 작동 원리는 다른 형태의 화소 배열에도 적용될 수 있다.
이미지 센서(1000)의 화소 어레이(1100)는 특정 화소에 대응하는 색의 빛을 집광하는 색분리 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b는 색분리 렌즈 어레이의 구조와 동작을 보이는 개념도이다.
도 3a를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(CSLA, Color Separating Lens Array) 는 입사광(Li)의 위상을 입사 위치에 따라 다르게 변화시키는 복수의 나노포스트(NP)들을 포함할 수 있다. 색분리 렌즈 어레이(CSLA)는 다양한 방식으로 구획될 수 있다. 예를 들어, 색분리 렌즈 어레이(CSLA)는 입사광(Li)에 포함된 제1 파장 광(Lλ1)이 집광되는 제1 화소(PX1)에 대응하는 제1 화소 대응 영역(R1), 및 입사광(Li)에 포함된 제2 파장 광(Lλ2)이 집광되는 제2 화소(PX2)에 대응하는 제2 화소 대응 영역(R2)으로 구획될 수 있다. 제1 및 제2 화소 대응 영역(R1, R2)은 각각 하나 이상의 나노포스트(NP)를 포함할 수 있고, 각각 연직 방향을 따라 제1 및 제2 화소(PX1, PX2)와 마주하게 배치될 수 있다. 다른 예로, 색분리 렌즈 어레이(CSLA)는 제1 파장 광(Lλ1)을 제1 화소(PX1)에 집광하는 제1 파장 집광 영역(L1), 제2 파장 광(Lλ2)을 제2 화소(PX2)에 집광하는 제2 파장 집광 영역(L2)으로 구획될 수 있다. 제1 파장 집광 영역(L1)과 제2 파장 집광 영역(L2)은 일부 영역이 중첩될 수 있다.
색분리 렌즈 어레이(CSLA)는 입사광(Li)에 포함된 제1 및 제2 파장 광(Lλ1, Lλ2)에 각각 다른 위상 분포(Phase Profile)를 형성하여, 제1 파장 광(Lλ1)을 제1 화소(PX1)에 집광하고, 제2 파장 광(Lλ2)을 제2 화소(PX2)로 집광할 수 있다.
예를 들어, 도 3b를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(CSLA)는 색분리 렌즈 어레이(CSLA)를 통과한 직후의 위치, 즉, 색분리 렌즈 어레이(CSLA)의 하부 표면 위치에서, 제1 파장 광(Lλ1)이 제1 위상 분포(PP1)를 갖고 제2 파장 광(Lλ2)이 제2 위상 분포(PP2)를 갖도록 하여, 제1 및 제2 파장 광(Lλ1, Lλ2)이 각각 대응하는 제1 및 제2 화소(PX1, PX2)에 집광되도록 할 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(CSLA)를 통과한 제1 파장 광(Lλ1)은 제1 화소 대응 영역(R1)의 중심에서 가장 크고, 제1 화소 대응 영역(R1)의 중심에서 멀어지는 방향, 즉 제2 화소 대응 영역(R2) 방향으로 감소하는 제1 위상 분포(PP1)를 가질 수 있다. 이러한 위상 분포는 볼록 렌즈, 예를 들면, 제1 파장 집광 영역(L1)에 배치된 중심부가 볼록한 마이크로 렌즈를 통과하여 한 지점으로 수렴하는 광의 위상 분포와 유사하며, 제1 파장 광(Lλ1)은 제1 화소(PX1)에 집광될 수 있다. 또한, 색분리 렌즈 어레이(CSLA)를 통과한 제2 파장 광(Lλ2)은 제2 화소 대응 영역(R2)의 중심에서 가장 크고, 제2 화소 대응 영역(R2)의 중심에서 멀어지는 방향, 즉 제1 화소 대응 영역(R1) 방향으로 감소하는 제2 위상 분포(PP2)를 가져, 제2 파장 광(Lλ2)은 제2 화소(PX2)로 집광될 수 있다.
물질의 굴절률은 반응하는 빛의 파장에 따라 다르게 나타나기 때문에, 도 3b와 같이, 색분리 렌즈 어레이(CSLA)가 제1 및 제2 파장 광(Lλ1, Lλ2)에 대해 서로 다른 위상 분포를 제공할 수 있다. 다시 말하면, 동일한 물질이라도 물질과 반응하는 빛의 파장에 따라 굴절률이 다르고 물질을 통과했을 때 빛이 겪는 위상지연도 파장마다 다르기 때문에 파장별로 다른 위상 분포가 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 화소 대응 영역(R1)의 제1 파장 광(Lλ1)에 대한 굴절률과 제1 화소 대응 영역(R1)의 제2 파장 광(Lλ2)에 대한 굴절률이 서로 다를 수 있고, 제1 화소 대응 영역(R1)을 통과한 제1 파장 광(Lλ1)이 겪는 위상지연과 제1 화소 대응 영역(R1)을 통과한 제2 파장 광(Lλ2)이 겪는 위상지연이 다를 수 있으므로, 이러한 빛의 특성을 고려하여 색분리 렌즈 어레이(CSLA)를 설계하면, 제1 및 제2 파장 광(Lλ1, Lλ2)에 대해 서로 다른 위상 분포를 제공하도록 할 수 있다.
색분리 렌즈 어레이(CSLA)는 제1 및 제2 파장 광(Lλ1, Lλ2)이 각각 제1 및 제2 위상 분포(PP1, PP2)를 가지도록 특정한 규칙으로 배열된 나노포스트(NP)를 포함할 수 있다. 여기서, 규칙(rule)은 나노포스트(NP)의 형상, 크기(폭, 높이), 간격, 배열 형태 등의 파라미터에 적용되는 것으로, 이들 파라미터는 색분리 렌즈 어레이(CSLA)를 통해 구현하고자 하는 위상 분포(Phase Profile)에 따라 정해질 수 있다.
나노포스트(NP)가 제1 화소 대응 영역(R1)에 배치되는 규칙과 제2 화소 대응 영역(R2)에 배치되는 규칙은 서로 다를 수 있다. 다시 말하면, 제1 화소 대응 영역(R1)에 구비된 나노포스트(NP)의 크기, 형상, 간격 및/또는 배열이 제2 화소 대응 영역(R2)에 구비된 나노포스트(NP)의 크기, 형상, 간격 및/또는 배열과 다를 수 있다.
나노포스트(NP)는 단면의 지름이 서브 파장의 치수를 가질 수도 있다. 여기서 서브 파장은 분기 대상인 광의 파장 대역보다 작은 파장을 의미한다. 나노포스트(NP)는, 예를 들어, 제1 파장, 제2 파장 중 짧은 파장보다 작은 치수를 가질 수 있다. 입사광(Li)이 가시광인 경우, 나노포스트(NP)의 단면의 지름은 예를 들어 400 nm, 300 nm, 또는 200 nm 보다 작은 치수를 가질 수 있다. 한편 나노포스트(NP)의 높이는 500 nm 내지 1500 nm일 수 있고, 단면의 지름보다 높이가 클 수 있다. 도시하지는 않았지만, 나노포스트(NP)는 높이 방향(Z방향)으로 적층된 2개 이상의 포스트가 결합된 것일 수 있다.
나노포스트(NP)는 주변 물질에 비하여 높은 굴절률을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 나노포스트(NP)는 c-Si, p-Si, a-Si 및 Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체(GaP, GaN, GaAs 등), SiC, TiO2, SiN 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 주변 물질과 굴절률 차이를 가지는 나노포스트(NP)는 나노포스트(NP)를 지나가는 광의 위상을 변화시킬 수 있다. 이는 나노포스트(NP)의 서브 파장의 형상 치수에 의해 일어나는 위상 지연(phase delay)에 의한 것이며, 위상이 지연되는 정도는 나노포스트(NP)의 세부적인 형상 치수, 배열 형태 등에 의해 정해진다. 나노포스트(NP) 주변 물질은 나노포스트(NP)보다 낮은 굴절률을 갖는 유전체 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 주변 물질은 SiO2 또는 공기(air)를 포함할 수 있다.
제1 파장(λ1)과 제2 파장(λ2)은 적외선 또는 가시광선 파장 대역일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수의 나노포스트(NP)의 어레이의 배열 규칙에 따라 다양한 파장에서 동작할 수 있다. 또한, 두 개의 파장이 분기되어 집광되는 것을 예시하였으나 입사광이 파장에 따라 세 방향 이상으로 분기되어 집광될 수도 있다.
또한 색분리 렌즈 어레이(CSLA)가 1개 층인 경우를 예로 설명하였으나, 색분리 렌즈 어레이(CSLA)는 복수층이 적층된 구조일 수도 있다. 예를 들면, 1층은 가시광을 특정 화소에 집광하고 2층은 적외선을 다른 화소에 집광하도록 설계할 수 있다.
이하에서는 앞서 설명한 색분리 렌즈 어레이가 이미지 센서의 화소 어레이에 적용된 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 화소 어레이를 각각 다른 단면에서 보이는 단면도이고, 도 5a는 도 4a 및 도 4b의 화소 어레이의 화소의 배열을 보이는 평면도이며, 도 5b는 도 4a 및 도 4b의 색분리 렌즈 어레이에 복수의 나노포스트가 배열된 형태를 예시적으로 보이는 평면도이고, 도 5c는 도 5b의 일부 영역, 즉, 단위 패턴을 구성하는 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)의 나노포스트(NP)의 배열을 상세히 보이는 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 이미지 센서(1000)의 화소 어레이(1100)는 광을 센싱하는 복수의 화소(111, 112, 113, 114)를 포함하는 센서 기판(110), 센서 기판(110) 상에 배치된 투명한 스페이서층(120), 및 스페이서층(120) 상에 배치된 색분리 렌즈 어레이(130)를 포함한다.
센서 기판(110)은 광을 전기적 신호로 변환하는 녹색 화소(111), 청색 화소(112), 적색 화소(113) 및 적외선 화소(114)를 포함할 수 있다. 녹색, 및 청색 화소(111, 112)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 방향(X 방향)을 따라 번갈아 배열되고, Y 방향의 위치가 다른 다면에서는 도 4b와 같이, 적색 및 적외선 화소(113, 114)가 번갈아 배열될 수 있다. 이러한 영역 구분은 입사광을 베이어 패턴과 같은 단위 패턴으로 구분하여 센싱하기 위한 것이며, 예를 들어, 녹색 화소(111)는 녹색광에 해당하는 제1 파장의 광을 센싱하고, 청색 화소(112)은 청색광에 해당하는 제2 파장의 광을 센싱하고, 적색 화소(113)은 적색광에 해당하는 제3 파장의 광을 센싱하며, 적외선 화소(114)은 적외선에 해당하는 제4 파장의 광을 센싱할 수 있다. 도 5a는 이미지 센서(1000)의 화소 어레이(1100)가 도 2a의 배열을 가지는 경우의 화소들의 배열을 보인다. 도시되지는 않았으나, 셀 간 경계에는 셀 분리를 위한 분리막이 더 형성될 수도 있다.
스페이서층(120)은 센서 기판(110)과 색분리 렌즈 어레이(130) 사이에 배치되어 센서 기판(110)과 색분리 렌즈 어레이(130) 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 스페이서층(120)은 가시광에 대해 투명한 물질, 예를 들어, SiO2, 실란올계 유리(SOG; Siloxane-based Spin On Glass) 등 나노포스트(NP)보다 낮은 굴절률을 가지면서 가시광 대역에서 흡수율이 낮은 유전체 물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(120)의 두께(h)는 ht - p ≤ h ≤ ht + p의 범위 내에서 선택될 수 있다. 여기서, 스페이서층(120)의 이론 두께 ht는 λ0의 파장에 대한 스페이서층(120)의 굴절률을 n, 화소의 피치를 p라고 할 때, 다음의 [수학식 1]로 표시될 수 있다.
Figure pat00001
스페이서층(120)의 이론 두께 ht는 λ0의 파장을 갖는 광이 색분리 렌즈 어레이(130)에 의해 화소들(111, 112, 113, 114)의 상부 표면 상에 집광되는 초점 거리를 의미할 수 있다. λ0은 스페이서층(120)의 두께(h)를 정하는 기준이 되는 파장일 수 있으며, 녹색광의 중심 파장인 540 nm를 기준으로 스페이서층(120)의 두께를 설계할 수 있다.
센서 기판(110)과 스페이서층(120) 사이에는 컬러필터층(105), 및 마이크로 렌즈층(107)이 포함될 수 있다. 컬러필터층(105)은 센서 기판(110)의 화소 배열에 대응하는 필터들을 포함할 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 녹색 필터(CF1), 청색 필터(CF2)가 번갈아 배치되고, 도 4b에 도시된 바와 같이, Y방향으로 이격한 다음 행에서는 적색 필터(CF3)와 적외선 필터(CF4)가 번갈아 배치된다. 컬러필터층(105)은 특정 파장 대역 광만을 투과하도록 설계될 수 있으며, 예를 들어, 녹색 필터(CF1)는 녹색광만 투과하여 녹색 화소(111)로 진행할 수 있도록 하고, 적외선 필터(CF4)는 가시광선이 필터를 투과하지 못하도록 흡수 및 반사하고 적외선만 투과하여 적외선 화소(114)로 진행할 수 있도록 할 수 있다. 녹색, 청색 및 적색 필터(CF1, CF2, CF3)는 가시광 중 녹색, 청색 및 적색 광만을 선택적으로 투과하는 필터와 별도로 적외선을 차단하는 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
마이크로 렌즈층(107)은 녹색 필터(CF1), 청색 필터(CF2), 및/또는 적색 필터(CF3) 상부에 형성된 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있고, 마이크로 렌즈들은 Z 방향으로 볼록한 형태일 수 있다. 마이크로 렌즈층(107)은 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 후 녹색, 청색 및 적색 화소(111, 112, 113)로 진행하는 광을 화소의 중심부로 집광할 수 있다. 마이크로 렌즈층(107)은 TMR 계열 및 MFR 계열의 광투과성 수지로 이루어거나, TiO2 등 스페이서층(120)을 이루는 물질보다 굴절률이 높은 물질로 이루어질 수 있다.
색분리 렌즈 어레이(130)는 스페이서층(120)에 의해 지지되며, 입사광의 위상을 변화시키는 복수의 나노포스트(NP) 및 나노포스트(NP)들 사이에 배치되고 나노포스트(NP)보다 굴절률이 낮은 유전체, 예를 들면, 공기 또는 SiO2 를 포함할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130)는 도 5a의 화소들(111, 112, 113, 114)에 대응하는 4개의 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)로 구획될 수 있다. 녹색 화소 대응 영역(131)은 녹색 화소(111)에 대응하며 녹색 화소(111) 상부에 배치될 수 있고, 청색 화소 대응 영역(132)은 청색 화소(112)에 대응하며 청색 화소(112) 상부에 배치될 수 있고, 적색 화소 대응 영역(133)은 적색 화소(113)에 대응하며 적색 화소(113) 상부에 배치될 수 있고, 적외선 화소 대응 영역(134)은 적외선 화소(114)에 대응하며 적외선 화소(114) 상부에 배치될 수 있다. 즉, 색분리 렌즈 어레이(130)의 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)은 센서 기판(110)의 각 화소(111, 112, 113, 114)와 마주하게 배치될 수 있다. 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)은 녹색 화소 대응 영역 및 청색 화소 대응 영역(131, 132)이 번갈아 배열되는 제1 행과 적색 화소 대응 영역 및 적외선 화소 대응 영역(133, 134)이 번갈아 배열되는 제2 행이 서로 교대로 반복되도록 제1 방향(X방향)과 제2 방향(Y방향)을 따라 이차원 배열될 수 있다. 색분리 렌즈 어레이(130)도 센서 기판(110)의 화소 어레이와 같이 2차원 배열된 복수의 단위 패턴을 포함하며, 각각의 단위 패턴은 2×2의 형태로 배열된 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)을 포함한다.
한편, 색분리 렌즈 어레이(130)는 도 3b에서 설명한 것과 유사하게, 녹색광을 집광하는 녹색광 집광 영역, 청색광을 집광하는 청색광 집광 영역, 및 적색광을 집광하는 적색광 집광 영역 등으로 구획될 수도 있다.
화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134) 각각에는 하나 이상의 나노포스트(NP)가 배치될 수 있고 나노포스트(NP)는 형상, 크기, 간격, 및/또는 배열이 영역에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)은 각각이 하나 이상의 나노포스트(NP)를 포함할 수 있다. 색분리 렌즈 어레이(130)를 통해 녹색, 청색, 및 적색광은 진행방향이 변하지 않고, 적외선은 적외선 화소(114)로 집광되도록 나노포스트(NP)들의 크기, 형상, 간격, 및/또는 배열이 정해진다. 한편, 제3 방향(Z방향)을 따른 색분리 렌즈 어레이(130)의 두께는 나노포스트(NP)의 높이와 유사할 수 있으며, 500 nm 내지 1500 nm일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)은 원형단면을 가지는 원기둥 형태의 나노포스트(NP)들을 포함할 수 있고, 각 영역의 중심, 및 화소 경계선의 교차점에도 나노포스트(NP)가 배치될 수 있다. 적외선 화소 대응 영역(134) 중심부에 가장 단면적이 큰 나노포스트(NP)가 배치되고, 적외선 화소 대응 영역(134)의 중심에서 멀리 배치된 나노포스트(NP)일수록 단면적이 작을 수 있다.
도 5c는 도 5b의 일부 영역, 즉, 단위 패턴을 구성하는 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)의 나노포스트(NP)의 배열을 상세히 보인다. 도 5c에서 나노포스트(NP)들은 세부 위치에 따라 p1~p4로 표시되어 있다. 구체적으로, 적외선 화소 대응 영역(134) 중심에 배치된 나노포스트(p1), 적외선 화소 대응 영역(134)을 구획하는 경계선의 교차점 상에 배치된 나노포스트(p2), 청색 및 적색 화소 대응 영역(132, 133)의 중심에 배치된 나노포스트(p3), 및 녹색 화소 대응 영역(131) 중심에 배치된 나노포스트(p1)를 포함할 수 있다. 적외선 화소 대응 영역(131)의 중심부에 배치된 나노포스트(p1)의 단면적이 가장 크고, 적외선 화소 대응 영역(131)의 중심부에서 멀리 배치된 나노포스트 일수록 단면적이 작아지도록, p1 > p2 > p3 > p4 순으로 배치된다. 다만, 이는 하나의 예에 불과하고, 필요에 따라 다양한 형상, 크기, 간격, 및/또는 배열의 나노포스트(NP)들이 적용될 수 있다.
나노포스트(NP)들은 모두 대칭적인 원형의 단면 형상을 갖는 것으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며 비대칭 형상의 단면 형상을 갖는 나노포스트가 일부 포함될 수도 있다. 예를 들어, 제1 방향(X방향)과 제2 방향(Y방향)의 폭이 서로 다른 비대칭 단면 형상을 갖는 나노포스트가 채용될 수도 있다.
도 6a는 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 녹색광의 위상 분포를 도 5b의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 보이고, 도 6b는 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 녹색광의 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134) 중심에서의 위상을 보인다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 녹색광은 위치별로 위상이 동일한 녹색광 위상 분포(PPG)를 가질 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 직후 위치, 다시 말해 색분리 렌즈 어레이(130)의 하부 표면 또는 스페이서층(120)의 상부 표면에서, 녹색광의 녹색 화소 대응 영역(131) 중심에서의 위상을 2π라고 하면, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 모든 위치에서 녹색광의 위상이 2π 일 수 있다. 위치에 따라 변하지 않는 위상 분포는 두께가 균일한 투명한 유리를 통과한 빛의 위상 분포와 유사하며, 녹색광은 색분리 렌즈 어레이(130)로 입사한 방향을 유지하면서 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과할 수 있다.
색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 녹색광 중 녹색 화소(111)로 향하는 광은 녹색 화소(111)상부에 형성된 마이크로 렌즈층(107)의 마이크로 렌즈를 통해 녹색 화소(111)의 중심으로 집광되고, 녹색 컬러필터(CF1)를 통과하여 녹색 화소(111)에서 광전 변환될 수 있다. 한편, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 녹색광 중 녹색 화소(111)로 향하지 않는 광, 예를 들면, 청색 화소(112)로 향하는 광은 청색 화소(112) 상부에 형성된 마이크로 렌즈층(107)의 마이크로 렌즈를 통해 청색 화소(112)의 중심으로 집광되지만, 청색 컬러필터(CF2)에 의해 흡수 및/또는 반사되어 청색 화소(112)에서 감지되지 않을 수 있다.
도 7a는 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 적외선의 위상 분포를 도 5b의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 보이고, 도 7b는 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 적외선의 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134) 중심에서의 위상을 보인다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 적외선은 적외선 화소 대응 영역(134)의 중심에서 가장 크고, 적외선 화소 대응 영역(134)의 중심에서 멀어지는 방향으로 감소하는 적외선 위상 분포(PPIR)를 가질 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 직후 위치, 다시 말해 색분리 렌즈 어레이(130)의 하부 표면 또는 스페이서층(120)의 상부 표면에서, 적외선의 위상이, 적외선 화소 대응 영역(134)의 중심에서 가장 크고, 적외선 화소 대응 영역(134)의 중심에서 멀어질수록 동심원 형태로 점차 작아져서, X방향 및 Y방향으로는 청색 및 적색 화소 대응 영역(132, 133)의 중심에서 최소가 되고, 대각선 방향으로는 녹색 화소 대응 영역(131)의 중심에서 최소가 된다. 적외선의 적외선 화소 대응 영역(134) 중심에서의 위상을 2π라고 하면, 적외선의 위상은 청색 및 적색 화소 대응 영역(132, 133)의 중심에서 0.9π 내지 1.1π이고, 녹색 화소 대응 영역(131)의 중심에서 π 보다 작은 값, 약 0.2π 내지 0.9π일 수 있다. 한편, 적외선 위상 분포(PPIR)는 적외선 화소 대응 영역(131) 중심을 통과한 광의 위상 지연량이 가장 크다는 것을 의미하는 것은 아니며, 적외선 화소 대응 영역(134)을 통과한 광의 위상을 2π 라고 정했을 때 다른 위치를 통과한 광의 위상 지연이 더 커서 2π 보다 큰 위상 값을 가진다면, 2nπ 만큼 제거하고 남은 값, 즉, 랩(Wrap)된 위상의 분포일 수 있다. 예를 들어, 적외선 화소 대응 영역(134)을 통과한 광의 위상을 2π 라고 했을 때, 적색 화소 대응 영역(133)의 중심을 통과한 광의 위상이 3 π 라면, 적색 화소 대응 영역(133)에서의 위상은 3π에서 2π(n=1인 경우)를 제거하고, 남은 π 일 수 있다.
도 7c는 적외선 집광 영역으로 입사한 적외선의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 7d는 적외선 집광 영역의 어레이를 예시적으로 보인다.
적외선은 색분리 렌즈 어레이(130)에 의해 도 7c에 도시한 것과 같이, 적외선 화소(114)로 집광되며, 적외선 화소(114)에는 화소 대응 영역들(131, 132, 133, 134)에서 오는 적외선이 입사한다. 앞서 도 7a 및 도 7b에서 설명한 적외선의 위상 분포는 적외선 화소 대응 영역(134)과 꼭지점을 맞대고 인접한 4개의 녹색 화소 대응 영역(131)의 중심을 연결하여 만든 적외선 집광 영역(IRL)을 통과한 적외선을 적외선 화소(114)에 집광한다. 따라서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 색분리 렌즈 어레이(130)는 적외선 화소(114)에 적외선을 집광하는 적외선 집광 영역(IRL) 어레이로 동작할 수 있다. 적외선 집광 영역(IRL)의 면적은 대응하는 적외선 화소(114)보다 크기 때문에, 적외선 화소(114) 방향으로 진행하는 적외선 광뿐만 아니라 녹색, 청색 및 적색 화소(111, 112, 113) 방향으로 진행하는 적외선도 적외선 화소(114)에 집광시킬 수 있다. 적외선 집광 영역(IRL)의 면적은 대응하는 적외선 화소(114)의 면적보다 1.5 내지 4배 클 수 있다. 이와 같이 적외선이 색분리 렌즈 어레이(130)에 의해 집광될 수 있기 때문에, 적외선 필터(CF4) 상부에는 별도의 마이크로 렌즈가 배치되지 않을 수 있다.
도 7a를 다시 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 적외선은 적외선 화소(114) 상부에 형성된 적외선 필터(CF4)를 통과하여 적외선 화소(114)에서 광전 변환될 수 있다. 적외선 필터(CF4)는 가시광 차단용 필터일 수 있으며, 녹색, 청색, 및 적색광이 적외선 화소(114)로 입사하는 것을 차단할 수 있다.
한편, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 적색 및 청색광의 위상분포는 앞서 도 6a를 참조하여 설명한 녹색광의 위상 분포와 유사하다. 즉, 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 적색 및 청색광은 위치별 위상 차이가 없다.
색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 청색광 중 청색 화소(112)로 향하는 광은 청색 화소(112) 상부에 형성된 마이크로 렌즈층(107)의 마이크로 렌즈를 통해 청색 화소(112)의 중심으로 집광되고, 청색 컬러필터(CF2)를 통과하여 청색 화소(112)에서 광전 변환될 수 있다. 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 청색광 중 녹색, 적색 및 적외선 화소(111, 113, 114)로 향하는 광은 녹색, 적색, 및 적외선 필터(CF1, CF3, CF4)에 의해 흡수 및/또는 반사되어 녹색, 적색, 및 적외선 화소(111, 113, 114)에서 감지되지 않을 수 있다.
유사하게 색분리 렌즈 어레이(130)를 통과한 적색광은 적색 화소(113)에서 감지되고, 녹색, 청색, 및 적외선 화소(111, 112, 114)에서는 감지되지 않을 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 다른 실시예에 따른 화소 어레이를 각각 다른 단면에서 보이는 단면도이고, 도 9a는 도 8a 및 도 8b의 색분리 렌즈 어레이에 복수의 나노포스트가 배열된 형태를 예시적으로 보이는 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 일부 영역의 나노포스트(NP')의 배열을 상세히 보이는 도면이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 이미지 센서(1000)의 화소 어레이(1100')는 광을 센싱하는 복수의 화소(111, 112, 113, 114)를 포함하는 센서 기판(110), 센서 기판(110) 상에 배치된 투명한 스페이서층(120), 및 스페이서층(120) 상에 배치된 색분리 렌즈 어레이(130')를 포함한다. 도 8a 및 도 8b의 화소 어레이(1100')는 녹색, 청색, 및 적색광을 각각 녹색, 청색 및 적색 화소(111, 112, 113)로 집광하는 점 및 마이크로 렌즈층과 컬러필터층을 포함하지 않을 수 있는 점에서 도 4a 및 도 4b의 화소 어레이(1100)와 차이가 있다. 도 8a 및 도 8b의 실시예를 설명함에 있어서 도 4a 및 도 4b의 화소 어레이(1100)에 대해 설명한 것과 중복되는 내용은 설명을 생략한다.
센서 기판(110)은 광을 전기적 신호로 변환하는 화소들(111, 112, 113, 114)을 포함할 수 있고, 화소들(111, 112, 113, 114)은 각각 제1 내지 제4 파장의 광을 센싱할 수 있다. 이하에서, 제1 파장의 광은 녹색광, 제2 파장의 광은 청색광, 제3 파장의 광은 적색광, 제4 파장의 광은 적외선으로 예시한다. 도 8a 및 도 8b의 화소의 배열은 도 5a에서 설명한 것과 같다.
센서 기판(110)과 스페이서층(120) 사이에는 컬러필터, 및 마이크로 렌즈가 생략될 수 있다. 즉, 도 8a 및 도 8b의 색분리 렌즈 어레이(130')는 녹색광, 청색광, 적색광 및 적외선을 각 화소로 분리 집광하기 때문에 컬러필터, 및 마이크로 렌즈 없이도 동작이 가능하지만, 색순도 및 색 재현성을 높이기 위해 필요에 따라 컬러필터를 적용할 수도 있다. 컬러필터를 적용하는 경우 적외선 화소(114) 상부에는 예를 들면, 가시광 컷-필터를 적용하고, 녹색, 청색, 및 적색 화소(111, 112, 113) 상부에는 적외선 컷-필터를 적용할 수 있다.
색분리 렌즈 어레이(130')는 녹색광, 청색광, 적색광 및 적외선의 위상을 변경하여, 녹색광을 녹색 화소(111)에 집광하고, 청색광을 청색 화소(112)에 집광하고, 적색광을 적색 화소(113)에 집광하고, 적외선을 적외선 화소(114)로 집광하도록 배열된 나노포스트(NP')들을 포함할 수 있다 .
도 9a를 참조하면, 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134')은 원형단면을 가지는 원기둥 형태의 나노포스트(NP')들을 포함할 수 있고, 각 영역의 내부 및 화소 경계선의 교차점에도 나노포스트(NP')가 배치될 수 있다. 도 5b의 색분리 렌즈 어레이(130)와 비교하면, 도 9a의 색분리 렌즈 어레이(130')는 가시광선, 즉, 녹색광, 청색광, 및 적색광을 집광하기 위한 나노포스트들을 더 포함할 수 있다.
도 9b는 도 9a의 일부 영역, 즉, 단위 패턴을 구성하는 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134')의 나노포스트(NP)의 배열을 상세히 보인다. 도 9a의 색분리 렌즈 어레이(130')는 도 5b의 색분리 렌즈 어레이(130)에 비해 녹색, 청색 및 적색 화소 대응 영역(131', 132', 133') 내부에 배치된 나노포스트(p'1, p'2, p'3)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(130')는 녹색 화소 대응 영역(131')의 중심과 녹색 화소 대응 영역(131') 각 꼭지점 사이에 배치된 4개의 나노포스트(p'1), 청색 화소 대응 영역(132')의 중심과 청색 화소 대응 영역(132')의 각 꼭지점 사이에 배치된 4개의 나노포스트(p'2), 및 적색 화소 대응 영역(133')의 중심과 적색 화소 대응 영역(133') 각 꼭지점 사이에 배치된 4개의 나노포스트(p'3)를 더 포함할 수 있다. 녹색 화소 대응 영역(131')에 추가된 나노포스트(p'1)의 단면적이 청색 및 적색 화소 대응 영역(132', 133')에 추가된 나노포스트(p'2, p'3)의 단면적보다 크고, 청색 화소 대응 영역(132')에 추가된 나노포스트(p'2)의 단면적이 적색 화소 대응 영역(133')에 추가된 나노포스트(p'3)의 단면적보다 클 수 있다.
또한, 도 9a의 색분리 렌즈 어레이(130')는 추가되는 나노포스트들(p'1, p'2, p'3)과 도 5b의 색분리 렌즈 어레이(130)에 포함된 나노포스트들(p1, p2, p3, p4)이 동일한 층에 함께 형성된 구조(Interleaved Structure)를 예시하지만, 적외선을 집광하기 위한 색분리 렌즈 어레이와 가시광선을 집광하기 위한 색분리 렌즈 어레이를 별도의 층(미도시)으로 형성하여 복수의 색분리 렌즈 어레이층이 상하로 적층된 구조로 구현될 수도 있다.
도 10a는 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 녹색광 및 청색광의 위상 분포를 도 9a의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 보이고, 도 10b는 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 녹색광의 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134') 중심에서의 위상을 보이고, 도 10c는 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 청색광의 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134') 중심에서의 위상을 보인다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 녹색광은 녹색 화소 대응 영역(131')의 중심에서 가장 크고, 녹색 화소 대응 영역(131')의 중심에서 멀어지는 방향으로 감소하는 위상 분포(PPG')를 가질 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 직후 위치, 다시 말해 색분리 렌즈 어레이(130')의 하부 표면 또는 스페이서층(120)의 상부 표면에서, 녹색광의 위상이, 녹색 화소 대응 영역(131')의 중심에서 가장 크고, 녹색 화소 대응 영역(131')의 중심에서 멀어질수록 동심원 형태로 점차 작아져서, X방향 및 Y방향으로는 청색 및 적색 화소 대응 영역(132', 133')의 중심에서 최소가 되고, 대각선 방향으로는 적외선 화소 대응 영역(134')에서 최소가 된다. 녹색광의 녹색 화소 대응 영역(131') 중심에서의 위상을 2π라고 하면, 녹색광의 위상은 청색 및 적색 화소 대응 영역(132', 133') 중심에서 0.9π 내지 1.1π이고, 적외선 화소 대응 영역(134') 중심에서 π 보다 작은 값, 약 0.2π 내지 0.9π일 수 있다.
도 10a 및 도 10c를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 청색광은 청색 화소 대응 영역(132')의 중심에서 가장 크고, 청색 화소 대응 영역(132')의 중심에서 멀어지는 방향으로 감소하는 위상 분포(PPB')를 가질 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(130')를 투과한 직후의 위치에서 청색광의 위상이, 청색 화소 대응 영역(132')의 중심에서 가장 크고, 청색 화소 대응 영역(132')의 중심에서 멀어질수록 동심원 형태로 점차 작아져서, X방향 및 Y방향으로는 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131', 134')의 중심에서 최소가 되고, 대각선 방향으로는 적색 화소 대응 영역(133')의 중심에서 최소가 된다. 청색광의 청색 화소 대응 영역(132') 중심에서의 위상을 2π라고 하면, 청색광의 위상은 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131', 134')의 중심에서 0.9π 내지 1.1π이고, 적색 화소 대응 영역(133') 중심에서 π 보다 작은 값, 예를 들어, 0.2π 내지 0.9π일 수 있다.
도 10d는 녹색 화소(111)에 대응하는 색분리 렌즈 어레이(130')의 녹색 화소 대응 영역(131')과 그 주변에 입사한 녹색광의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 10e는 녹색광 집광 영역(GL')을 예시적으로 보인다.
녹색 화소 대응 영역(131') 주변으로 입사한 녹색광은 색분리 렌즈 어레이(130')에 의해 도 10d에 도시한 것과 같이, 녹색 화소(111)로 집광되며, 녹색 화소(111)에는 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134')에서 오는 녹색광이 입사한다. 도 10a 및 도 10b에서 설명한 녹색광의 위상 분포는 녹색 화소 대응 영역(131')과 꼭지점을 맞대고 인접한 4개의 적외선 화소 대응 영역(134')의 중심을 연결하여 만든 녹색광 집광 영역(GL')으로 입사하는 녹색광을 녹색 화소(111)에 집광한다. 따라서, 도 10e와 같이, 색분리 렌즈 어레이(130')는 녹색광 집광 영역(GL')의 어레이로 동작할 수 있다. 각각의 녹색광 집광 영역(GL')은 대응하는 녹색 화소(111)의 면적보다 1.5배 내지 4배 클 수 있다.
도 10f는 청색 화소(112)에 대응하는 색분리 렌즈 어레이(130')의 청색 화소 대응 영역(132')과 그 주변에 입사한 청색광의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 10g는 청색광 집광 영역(BL')을 예시적으로 보인다.
청색광은 색분리 렌즈 어레이(130')에 의해 도 10f와 같이 청색 화소(112)로 집광되며, 청색 화소(112)에는 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134')에서 오는 청색광이 입사한다. 앞서 도 10a 및 도 10c에서 설명한 청색광의 위상 분포는 청색 화소 대응 영역(132')과 꼭지점을 맞대고 인접한 4개의 적색 화소 대응 영역(133')의 중심을 연결한 청색광 집광 영역(BL')으로 입사하는 청색광을 청색 화소(112)로 집광한다. 도 10g에 도시된 바와 같이, 색분리 렌즈 어레이(130')는 청색광에 대해서는 청색광 집광 영역(BL') 어레이로 동작할 수 있다. 청색광 집광 영역(BL')은 대응하는 청색 화소(112)의 면적보다 1.5 내지 4배 클 수 있다.
도 11a는 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 적색광 및 적외선의 위상 분포를 도 9a의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 보이고, 도 11b는 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 적색광의 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134') 중심에서의 위상을 보이고, 도 11c는 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 적색광의 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134') 중심에서의 위상을 보인다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 적색광은 적색 화소 대응 영역(133')의 중심에서 가장 크고, 적색 화소 대응 영역(133')의 중심에서 멀어지는 방향으로 감소하는 위상 분포(PPR')를 가질 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 직후 위치, 다시 말해 색분리 렌즈 어레이(130')의 하부 표면 또는 스페이서층(120)의 상부 표면에서, 적색광의 위상이, 적색 화소 대응 영역(133')의 중심에서 가장 크고, 적색 화소 대응 영역(133')의 중심에서 멀어질수록 동심원 형태로 점차 작아져서, X방향 및 Y방향으로는 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131', 134')의 중심에서 최소가 되고, 대각선 방향으로는 청색 화소 대응 영역(132')에서 최소가 된다. 적색광의 적색 화소 대응 영역(133') 중심에서의 위상을 2π라고 하면, 적색광의 위상은 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131', 134') 중심에서 0.9π 내지 1.1π이고, 청색 화소 대응 영역(132') 중심에서 π 보다 작은 값, 약 0.2π 내지 0.9π일 수 있다.
도 11a 및 도 11c를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130')를 통과한 적외선은 적외선 화소 대응 영역(134')의 중심에서 가장 크고, 적외선 화소 대응 영역(134')의 중심에서 멀어지는 방향으로 감소하는 위상 분포(PPIR')를 가질 수 있으며, 적외선의 위상분포는 앞서 도 7a 및 도 7b에 대해 설명한 것과 같다.
도 11d는 적색 화소(113)에 대응하는 색분리 렌즈 어레이(130')의 적색 화소 대응 영역(133')과 그 주변에 입사한 적색광의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 11e는 적색광 집광 영역(RL')의 어레이를 예시적으로 보인다.
적색 화소 대응 영역(133') 주변으로 입사한 적색광은 색분리 렌즈 어레이(130')에 의해 도 11d에 도시한 것과 같이, 적색 화소(113)로 집광되며, 적색 화소(113)에는 화소 대응 영역들(131', 132', 133', 134')에서 오는 적색광이 입사한다. 도 11a 및 도 11b에서 설명한 적색광의 위상 분포는 적색 화소 대응 영역(133')과 꼭지점을 맞대고 인접한 4개의 청색 화소 대응 영역(132')의 중심을 연결하여 만든 적색광 집광 영역(RL')으로 입사하는 적색광을 적색 화소(113)로 집광한다. 따라서, 도 11e와 같이, 색분리 렌즈 어레이(130')는 적색광 집광 영역(RL') 어레이로 동작할 수 있다. 각각의 적색광 집광 영역(RL')은 적색 화소(113)의 면적보다 1.5배 내지 4배 클 수 있다.
색분리 렌즈 어레이(130')에 의한 적외선의 위상 분포 및 집광은 도 7c 및 도 7d에서 설명한 것과 유사하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 12a 및 도 12b는 다른 예에 따른 화소 어레이를 각각 다른 단면에서 보이는 개략적인 도면이고, 도 13a는 도 12a 및 도 12b의 색분리 렌즈 어레이에 나노포스트가 배열된 형태를 예시적으로 보이는 평면도이고, 도 13b는 도 13a의 일부를 확대하여 상세히 보인 평면도이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 이미지 센서(1000)의 화소 어레이(1100")는 광을 센싱하는 복수의 화소(111, 112, 113, 114)를 포함하는 센서 기판(110), 센서 기판(110) 상에 배치된 투명한 스페이서층(120), 및 스페이서층(120) 상에 배치된 색분리 렌즈 어레이(130")를 포함할 수 있다. 도 12a 및 도 12b의 화소 어레이(1100")는 녹색광 및 적외선이 혼합된 광을 녹색 및 적외선 화소(111, 114)에 집광하는 점에서, 녹색광 및 적외선을 각각 다른 화소에 집광하는 도 8a 및 도 8b의 화소 어레이(1100')와 차이가 있다. 도 12a 및 도 12b의 실시예를 설명함에 있어서 도 4a 및 도 4b의 화소 어레이(1100) 및 도 8a 및 도 8b의 화소 어레이(1100')에 대해 설명한 것과 중복되는 내용은 설명을 생략한다.
센서 기판(110)은 광을 전기적 신호로 변환하는 화소들(111, 112, 113, 114)을 포함할 수 있고, 화소들(111, 112, 113, 114) 각각 녹색광, 청색광, 적색광 및 적외선을 센싱할 수 있다. 도 12a 및 도 12b의 화소의 배열은 도 5a에서 설명한 것과 같다.
센서 기판(110)과 스페이서층(120) 사이에는 컬러필터층(105")이 배치될 수 있다. 컬러필터층(105")은 녹색 화소(111) 상부에 배치된 녹색 컬러필터(CF1")와 적외선 화소(114) 상부에 형성된 적외선 필터(CF4")를 포함할 수 있고, 청색 및 적색 화소(112, 113) 상부에는 컬러필터가 생략될 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(130")는 녹색광 및 적외선을 동시에 녹색 및 적외선 화소(111, 114)로 집광하기 때문에, 녹색 화소(111)에서 녹색광만 감지되도록 하기 위해 녹색 화소(111) 상부에 적외선을 차단하는 녹색 컬러필터(CF1")가 배치되고, 적외선 화소(114) 상부에는 녹색광을 차단하는 적외선 필터(CF4")가 배치될 수 있다. 녹색 컬러필터(CF1")는 녹색광만 선택적으로 통과시키는 필터 또는 적외선만 차단하는 필터 일 수 있으며, 적외선 필터(CF4")는 가시광 또는 녹색광 차단 필터일 수 있다. 색분리 렌즈 어레이(130")에 의해 청색 화소(112)에는 청색광이 집광되고, 적색 화소(113)에는 적색광이 집광되기 때문에 청색 및 적색 화소(112, 113) 상부에는 컬러필터가 배치되지 않을 수 있다.
색분리 렌즈 어레이(130")는 녹색광, 청색광, 적색광 및 적외선의 위상을 변경하여, 녹색광 및 적외선이 혼합된 광을 녹색 및 적외선 화소(111, 114)에 집광하고, 청색광을 청색 화소(112)에 집광하고, 적색광을 적색 화소(113)에 집광하도록 배열된 나노포스트(NP")들을 포함할 수 있다..
도 13a를 참조하면, 도 12a 및 도 12b의 화소 대응 영역들(131", 132", 133", 134")은 원형단면을 가지는 원기둥 형태의 나노포스트(NP") 들을 포함할 수 있고, 각 영역의 중심부에는 단면적이 서로 다른 나노포스트(NP")가 배치되고, 화소간 경계선 상의 중심 및 화소 경계선의 교차점에도 나노포스트(NP")가 배치될 수 있다. 화소간 경계에 배치된 나노포스트(NP")의 단면적은 화소 중심부에 배치된 나노포스트(NP")보다 작을 수 있다.
도 13b는 도 13a의 일부 영역, 즉, 단위 패턴을 구성하는 화소 대응 영역들(131", 132", 133", 134")의 나노포스트(NP")의 배열을 상세히 보인다. 도 13b에서 나노포스트(NP")들은 위치에 따라 p"1 ~ p"9 로 표시되어 있다. 도 13b를 참조하면, 나노포스트(NP")들 중, 녹색 화소 대응 영역(131")의 중심부에 배치된 나노포스트(p"1) 및 적외선 화소 대응 영역(134")의 중심부에 배치된 나노포스트(p"4)의 단면적이 청색 화소 대응 영역(132")의 중심부에 배치된 나노포스트(p"2)나 적색 화소 대응 영역(133")의 중심부에 배치된 나노포스트(p"3)의 단면적보다 크며, 청색 화소 대응 영역(132")의 중심부에 배치된 나노포스트(p"2)의 단면적이 적색 화소 대응 영역(133")의 중심부에 배치된 나노포스트(p"3)의 단면적보다 크다.
녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134")에 구비된 나노포스트(NP")들은 제1 방향(X방향) 및 제2 방향(Y방향)을 따라 서로 다른 분포 규칙을 가질 수 있다. 예를 들어, 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134")에 배치된 나노포스트(NP")들은 제1 방향(X방향) 및 제2 방향(Y방향)을 따라 다른 크기 배열을 가질 수 있다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 나노포스트(NP")들 중, 녹색 화소 대응 영역(131")과 제1 방향(X방향)으로 인접한 청색 화소 대응 영역(132")과의 경계에 위치하는 나노포스트(p"5)의 단면적과 제2 방향(Y방향)으로 인접하는 적색 화소 대응 영역(133")과의 경계에 위치하는 나노포스트들(p"6)의 단면적은 서로 다르다. 마찬가지로, 적외선 화소 대응 영역(134")과 제1 방향(X방향)으로 인접한 적색 화소 대응 영역(133")과의 경계에 위치하는 나노포스트(p"7)의 단면적과 제2 방향(Y방향)으로 인접하는 청색 화소 대응 영역(132")과의 경계에 위치하는 나노포스트(p"8)의 단면적은 서로 다르다.
반면, 청색 및 적색 화소 대응 영역(132", 133")에 배치된 나노포스트(NP")들은 제1 방향(X방향) 및 제2 방향(Y방향)을 따라 대칭적인 분포 규칙을 가질 수 있다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 나노포스트(NP")들 중, 청색 화소 대응 영역(132")과 제1 방향(X방향)으로 인접한 화소 간의 경계에 놓이는 나노포스트(p"5) 및 제2 방향(Y방향)으로 인접한 화소 간의 경계에 놓이는 나노포스트(p"8)의 단면적은 서로 같으며, 또한, 적색 화소 대응 영역(133")에서도 제1 방향(X방향)으로 인접한 화소 간의 경계에 놓이는 나노포스트(p"7) 및 제2 방향(Y방향)으로 인접한 화소 간의 경계에 놓이는 나노포스트(p"6)의 단면적이 서로 같다.
한편, 화소 대응 영역들(131", 132", 133", 134") 각각의 네 모서리, 즉, 네 영역이 교차하는 위치에 배치된 나노포스트(p"9)들은 같은 단면적을 갖는다.
청색 및 적색 화소 대응 영역(132", 133")에서는 4방 대칭(4-fold symmetry)의 형태로 나노포스트(NP")들이 배열되고, 녹색 화소(G)에 대응하는 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134")에서는 2방 대칭(2-fold symmetry)의 형태로 나노포스트(NP")들이 배열될 수 있다. 특히, 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134")은 서로에 대해 90도 회전되어 있다.
나노포스트(NP")들은 모두 대칭적인 원형의 단면 형상을 갖는 것으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며 비대칭 형상의 단면 형상을 갖는 나노포스트가 일부 포함될 수도 있다. 예를 들어, 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134")에는 제1 방향(X방향)과 제2 방향(Y방향)의 폭이 서로 다른 비대칭 단면 형상을 갖는 나노포스트가 채용되고, 청색 및 적색 화소 대응 영역(132", 133")에는 제1 방향(X방향)과 제2 방향(Y방향)의 폭이 같은 대칭적인 단면 형상을 갖는 나노포스트가 채용될 수 있다.
도 14a는 색분리 렌즈 어레이(130")를 통과한 녹색광과 적외선의 혼합광, 및 청색광의 위상 분포를 도 13a의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 보이고, 도 14b는 색분리 렌즈 어레이(130")를 통과한 적색광 및, 녹색광과 적외선의 혼합광의 위상 분포를 도 13a의 Ⅵ-Ⅵ'선을 따라 보이고, 도 14c는 색분리 렌즈 어레이(130")를 통과한 녹색광과 적외선의 혼합광의 화소 대응 영역들(131", 132", 133", 134") 중심에서의 위상을 보인다.
색분리 렌즈 어레이(130")를 통과한 녹색광 및 적외선은 동일한 위상 분포를 가지며, 도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 녹색 화소 대응 영역(131")의 중심에서 가장 크고, 녹색 화소 대응 영역(131")의 중심에서 멀어지는 방향으로 감소하는 위상 분포(PPG-IR1")를 가질 수 있다. 구체적으로, 색분리 렌즈 어레이(130")를 통과한 직후 위치, 다시 말해 색분리 렌즈 어레이(130")의 하부 표면 또는 스페이서층(120)의 상부 표면에서, 녹색광 및 적외선의 위상이, 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134")의 중심에서 가장 크고, 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134")의 중심에서 멀어질수록 동심원 형태로 점차 작아져서, X방향 및 Y방향으로는 청색 및 적색 화소 대응 영역(132", 133")의 중심에서 최소가 되고, 대각선 방향으로는 녹색 화소 대응 영역(131")과 적외선 화소 대응 영역(134")의 접점에서 최소가 된다. 녹색광 및 적외선의 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134") 중심에서의 위상을 2π라고 하면, 녹색광 및 적외선의 위상은 청색 및 적색 화소 대응 영역(132", 133") 중심에서 0.9π 내지 1.1 π 이고, 녹색 화소 대응 영역(131")과 적외선 화소 대응 영역(134")의 접점에서는 1.1 π 내지 1.5 π 일 수 있다.
도 14d 및 도 14e 는 색분리 렌즈 어레이(130")의 녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134")과 그 주변에 입사한 녹색광 및 적외선의 진행 방향을 예시적으로 보이며, 도 14f는 녹색광 및 적외선 집광 영역을 예시적으로 보인다.
녹색 및 적외선 화소 대응 영역(131", 134") 주변으로 입사한 녹색광 및 적외선은 색분리 렌즈 어레이(130")에 의해 도 14d 및 도 14e에 도시한 것과 같이, 녹색 및 적외선 화소(111, 114)로 집광되며, 녹색 화소(111)에는 녹색, 청색 및 적색 화소 대응 영역(131", 132", 133")에서 오는 녹색광 및 적외선이 입사하고, 적외선 화소(114)에는 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역(132", 133", 134")에서 오는 녹색광 및 적외선이 입사할 수 있다. 도 14a 내지 도 14c에서 설명한 녹색광 및 적외선의 위상 분포는 녹색 화소 대응 영역(131") 또는 적외선 화소 대응 영역(134")과 한 변을 맞대고 인접한 2개의 청색 화소 대응 영역(132")과 2개의 적색 화소 대응 영역(133")의 중심을 연결하여 만든 도 14d의 제1 녹색광 및 적외선 집광 영역(G-IRL1") 및 도 14e의 제2 녹색광 및 적외선 집광 영역(G-IRL2")으로 입사하는 녹색광 및 적외선을 녹색 화소 및 적외선 화소(111, 114)로 집광한다. 제1 및 제2 녹색광 및 적외선 집광 영역(G-IRL1", G-IRL2")의 면적은 대응하는 녹색 및 적외선 화소(111, 114)의 면적보다 1.2배 내지 2배 클 수 있다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 색분리 렌즈 어레이(130")를 통과한 청색광 및 적색광의 위상분포 및 집광은 앞서 도 8a 및 도 8b의 화소 어레이(1100')에 대해 설명한 것과 유사하므로 중복되는 설명은 생략한다. 앞서 설명한 바와 같이, 각각 청색광 집광 영역 및 적색광 집광 영역은 대응하는 청색 화소(112) 및 적색 화소(113)의 면적보다 1.5배 내지 4배 클 수 있다. 따라서, 각각의 청색광 집광 영역 및 적색광 집광 영역의 면적은 제1 및 제2 녹색광 및 적외선 집광 영역(G-IRL1", G-IRL2")의 면적보다 클 수 있다 .
앞서 설명한 위상 분포 및 성능을 만족하는 색분리 렌즈 어레이들(130, 130', 130")은 다양한 방식의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 자동화된 설계가 가능하다. 예를 들자면, 유전자 알고리즘(genetic algorithm), 입자 군집 최적화(particle swarm optimization) 알고리즘, 개미 집단 최적화(ant colony optimization) 등과 같은 자연 모사 알고리즘(nature-inspired algorithm)을 이용하거나 또는 어드조인트 최적화(adjoint optimization) 알고리즘에 기반한 역설계 방식을 통해 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역의 구조를 최적화할 수 있다.
색분리 렌즈 어레이의 설계를 위하여, 색분리 스펙트럼, 광 효율, 신호대잡음비 등의 평가 요소들로 복수의 후보 색분리 렌즈 어레이들의 성능을 평가하면서 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역의 구조를 최적화할 수 있다. 예를 들어, 각각의 평가 요소에 대한 목표 수치값을 미리 결정한 후, 복수의 평가 요소들에 대한 목표 수치값과의 차이의 합을 최소화하는 방식으로 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역의 구조를 최적화할 수 있다. 또는, 각각의 평가 요소 별로 성능을 지표화하고, 성능을 나타내는 값이 최대가 되도록 녹색, 청색, 적색 및 적외선 화소 대응 영역의 구조를 최적화할 수 있다.
도 5b, 도 9a, 및 도 13a에 도시된 색분리 렌즈 어레이(130, 130', 130")는 예시적인 것으로, 색분리 렌즈 어레이의 크기, 두께, 색분리 렌즈 어레이가 적용될 이미지 센서의 색 특성, 화소 피치, 색분리 렌즈 어레이와 이미지 센서 사이의 거리, 입사광의 입사각 등에 따라, 상술한 최적화 설계를 통해 다양한 형태의 색분리 렌즈 어레이를 얻을 수 있다. 예를 들어, 도 15a는 베이어 패턴 방식의 이미지 센서에 적용될 수 있는 다른 실시예에 따른 색분리 렌즈 어레이의 단위 패턴의 형태를 예시적으로 보이는 평면도이며, 도 15b는 또 다른 실시예에 따른 색분리 렌즈 어레이의 단위 패턴의 형태를 예시적으로 보이는 평면도이다.
도 15a에 도시된 색분리 렌즈 어레이(130a)의 화소 대응 영역들(131a, 132a, 133a, 134a) 각각은 16×16의 직사각형 배열로 디지털화 된 바이너리 형태로 최적화되었으며, 도 15a의 단위 패턴은 32×32의 직사각형 배열로 이루어진 형태를 가진다. 이와 달리, 도 15b에 도시된 색분리 렌즈 어레이(130b)의 화소 대응 영역들(131b, 132b, 133b, 134b) 각각은 디지털화 되지 않은 연속적인 곡선 형태로 최적화될 수도 있다.
앞서 설명한 화소 어레이(1100, 1100', 1100")를 포함하는 이미지센서(1000)는 컬러필터, 예를 들면, 유기 컬러필터에 의한 광 손실이 거의 없기 때문에 화소의 크기가 작아지더라도 화소에 충분한 양의 빛을 제공할 수 있다. 따라서 수 억개 이상의 화소를 갖는 초고해상도 초소형 고감도 이미지센서의 제작이 가능하다. 이러한 초고해상도 초소형 고감도 이미지센서는 다양한 고성능 광학 장치 또는 고성능 전자 장치에 채용될 수 있다. 이러한 전자 장치는, 예컨대, 스마트 폰(smart phone), 휴대폰, 핸드폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱(laptop), PC, 다양한 휴대용 기기, 가전 제품, 보안 카메라, 의료용 카메라, 자동차, 사물인터넷(IoT;Internet of Things) 기기, 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치 일 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
전자 장치는 이미지센서(1000) 외에도, 이미지센서를 제어하는 프로세서, 예를 들면, 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor)를 더 포함할 수 있으며, 프로세서를 통해 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서는 GPU (Graphic Processing Unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor)를 더 포함할 수 있다. 프로세서에 이미지 신호 프로세서가 포함되는 경우, 이미지센서에 의해 획득된 이미지(또는 영상)를 프로세서를 이용하여 저장 및/또는 출력할 수 있다.
도 16은 이미지센서(1000)를 포함하는 전자 장치(1601)의 일 예를 나타내는 블럭도이다. 도 16을 참조하면, 네트워크 환경(1600)에서 전자 장치(1601)는 제1 네트워크(1698)(근거리 무선 통신 네트워크 등)를 통하여 다른 전자 장치(1602)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(1699)(원거리 무선 통신 네트워크 등)를 통하여 또 다른 전자 장치(1604) 및/또는 서버(1608)와 통신할 수 있다. 전자 장치(1601)는 서버(1608)를 통하여 전자 장치(1604)와 통신할 수 있다. 전자 장치(1601)는 프로세서(1620), 메모리(1630), 입력 장치(1650), 음향 출력 장치(1655), 표시 장치(1660), 오디오 모듈(1670), 센서 모듈(1676), 인터페이스(1677), 햅틱 모듈(1679), 카메라 모듈(1680), 전력 관리 모듈(1688), 배터리(1689), 통신 모듈(1690), 가입자 식별 모듈(1696), 및/또는 안테나 모듈(1697)을 포함할 수 있다. 전자 장치(1601)에는, 이 구성요소들 중 일부(표시 장치(1660) 등)가 생략되거나, 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 이 구성요소들 중 일부는 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(1676)(지문 센서, 홍채 센서, 조도 센서 등)은 표시 장치(1660)(디스플레이 등)에 임베디드되어 구현될 수 있다.
프로세서(1620)는, 소프트웨어(프로그램(1640) 등)를 실행하여 프로세서(1620)에 연결된 전자 장치(1601) 중 하나 또는 복수개의 다른 구성요소들(하드웨어, 소프트웨어 구성요소 등)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 데이터 처리 또는 연산의 일부로, 프로세서(1620)는 다른 구성요소(센서 모듈(1676), 통신 모듈(1690) 등)로부터 수신된 명령 및/또는 데이터를 휘발성 메모리(1632)에 로드하고, 휘발성 메모리(1632)에 저장된 명령 및/또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1634)에 저장할 수 있다. 프로세서(1620)는 메인 프로세서(1621)(중앙 처리 장치, 어플리케이션 프로세서 등) 및 이와 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1623)(그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 커뮤니케이션 프로세서 등)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서(1623)는 메인 프로세서(1621)보다 전력을 작게 사용하고, 특화된 기능을 수행할 수 있다.
보조 프로세서(1623)는, 메인 프로세서(1621)가 인액티브 상태(슬립 상태)에 있는 동안 메인 프로세서(1621)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1621)가 액티브 상태(어플리케이션 실행 상태)에 있는 동안 메인 프로세서(1621)와 함께, 전자 장치(1601)의 구성요소들 중 일부 구성요소(표시 장치(1660), 센서 모듈(1676), 통신 모듈(1690) 등)와 관련된 기능 및/또는 상태를 제어할 수 있다. 보조 프로세서(1623)(이미지 시그널 프로세서, 커뮤니케이션 프로세서 등)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(카메라 모듈(1680), 통신 모듈(1690) 등)의 일부로서 구현될 수도 있다.
메모리(1630)는, 전자 장치(1601)의 구성요소(프로세서(1620), 센서모듈(1676) 등)가 필요로 하는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(프로그램(1640) 등) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 및/또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1630)는, 휘발성 메모리(1632) 및/또는 비휘발성 메모리(1634)를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리(1634)는 전자 장치(1601) 내에 고정 장착된 내장 메모리(1636)과 탈착 가능한 외장 메모리(1638)를 포함할 수 있다.
프로그램(1640)은 메모리(1630)에 소프트웨어로 저장될 수 있으며, 운영 체제(1642), 미들 웨어(1644 ) 및/또는 어플리케이션(1646)을 포함할 수 있다.
입력 장치(1650)는, 전자 장치(1601)의 구성요소(프로세서(1620) 등)에 사용될 명령 및/또는 데이터를 전자 장치(1601)의 외부(사용자 등)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(1650)는, 마이크, 마우스, 키보드, 및/또는 디지털 펜(스타일러스 펜 등)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(1655)는 음향 신호를 전자 장치(1601)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(1655)는, 스피커 및/또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 리시버는 스피커의 일부로 결합되어 있거나 또는 독립된 별도의 장치로 구현될 수 있다.
표시 장치(1660)는 전자 장치(1601)의 외부로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(1660)는, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 표시 장치(1660)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(Touch Circuitry), 및/또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(압력 센서 등)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1670)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(1670)은, 입력 장치(1650)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(1655), 및/또는 전자 장치(1601)와 직접 또는 무선으로 연결된 다른 전자 장치(전자 장치(1602) 등)의 스피커 및/또는 헤드폰을 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1676)은 전자 장치(1601)의 작동 상태(전력, 온도 등), 또는 외부의 환경 상태(사용자 상태 등)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 및/또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(1676)은, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(Infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 및/또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1677)는 전자 장치(1601)가 다른 전자 장치(전자 장치(1602) 등)와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 인터페이스(1677)는, HDMI(High Definition Multimedia Interface), USB(Universal Serial Bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1678)는, 전자 장치(1601)가 다른 전자 장치(전자 장치(1602) 등)와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 연결 단자(1678)는, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 및/또는 오디오 커넥터(헤드폰 커넥터 등)를 포함할 수 있
햅틱 모듈(1679)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(진동, 움직임 등) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(1679)은, 모터, 압전 소자, 및/또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1680)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 카메라 모듈(1680)은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리, 도 2의 이미지센서(1000), 이미지 시그널 프로세서들, 및/또는 플래시들을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1680)에 포함된 렌즈 어셈블리는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다.
전력 관리 모듈(1688)은 전자 장치(1601)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 전력 관리 모듈(1688)은, PMIC(Power Management Integrated Circuit)의 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1689)는 전자 장치(1601)의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1689)는, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 및/또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1690)은 전자 장치(1601)와 다른 전자 장치(전자 장치(1602), 전자 장치(1604), 서버(1608) 등)간의 직접(유선) 통신 채널 및/또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1690)은 프로세서(1620)(어플리케이션 프로세서 등)와 독립적으로 운영되고, 직접 통신 및/또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 통신 모듈(1690)은 무선 통신 모듈(1692)(셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, GNSS(Global Navigation Satellite System 등) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈(1694)(LAN(Local Area Network) 통신 모듈, 전력선 통신 모듈 등)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(1698)(블루투스, WiFi Direct 또는 IrDA(Infrared Data Association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(1699)(셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(LAN, WAN 등)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 다른 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(단일 칩 등)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1692)은 가입자 식별 모듈(1696)에 저장된 가입자 정보(국제 모바일 가입자 식별자(IMSI) 등)를 이용하여 제1 네트워크(1698) 및/또는 제2 네트워크(1699)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1601)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(1697)은 신호 및/또는 전력을 외부(다른 전자 장치 등)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 안테나는 기판(PCB 등) 위에 형성된 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(1697)은 하나 또는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 복수의 안테나가 포함된 경우, 통신 모듈(1690)에 의해 복수의 안테나들 중에서 제1 네트워크(1698) 및/또는 제2 네트워크(1699)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 안테나가 선택될 수 있다. 선택된 안테나를 통하여 통신 모듈(1690)과 다른 전자 장치 간에 신호 및/또는 전력이 송신되거나 수신될 수 있다. 안테나 외에 다른 부품(RFIC 등)이 안테나 모듈(1697)의 일부로 포함될 수 있다.
구성요소들 중 일부는 주변 기기들간 통신 방식(버스, GPIO(General Purpose Input and Output), SPI(Serial Peripheral Interface), MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 등)을 통해 서로 연결되고 신호(명령, 데이터 등)를 상호 교환할 수 있다.
명령 또는 데이터는 제2 네트워크(1699)에 연결된 서버(1608)를 통해서 전자 장치(1601)와 외부의 전자 장치(1604)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 다른 전자 장치들(1602, 1604)은 전자 장치(1601)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 전자 장치(1601)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 전자 장치들(1602, 1604, 1608) 중 하나 이상의 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1601)가 어떤 기능이나 서비스를 수행해야 할 때, 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 하나 이상의 다른 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 일부 또는 전체를 수행하라고 요청할 수 있다. 요청을 수신한 하나 이상의 다른 전자 장치들은 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1601)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 및/또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 17는, 도 16의 카메라 모듈(1680)을 예시하는 블럭도이다. 도 17를 참조하면, 카메라 모듈(1680)은 렌즈 어셈블리(1710), 플래시(1720), 이미지센서(1000)(도 1의 이미지센서(1000) 등), 이미지 스태빌라이저(1740), 메모리(1750)(버퍼 메모리 등), 및/또는 이미지 시그널 프로세서(1760)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(1710)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 카메라 모듈(1680)은 복수의 렌즈 어셈블리(1710)들을 포함할 수도 있으며, 이런 경우, 카메라 모듈(1680)은, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(Spherical Camera)가 될 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(1710)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(화각, 초점 거리, 자동 초점, F 넘버(F Number), 광학 줌 등)을 갖거나, 또는 다른 렌즈 속성들을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(1710)는, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다.
플래시(1720)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 플래시(1720)는 하나 이상의 발광 다이오드들(RGB(Red-Green-Blue) LED, White LED, Infrared LED, Ultraviolet LED 등), 및/또는 Xenon Lamp를 포함할 수 있다. 이미지센서(1000)는 도 1에서 설명한 이미지센서일 수 있으며, 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(1710)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 이미지센서(1000)는, RGB 센서, BW(Black and White) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지센서들 중 선택된 하나 또는 복수의 센서들을 포함할 수 있다. 이미지센서(1000)에 포함된 각각의 센서들은, CCD(Charged Coupled Device) 센서 및/또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 구현될 수 있다.
이미지 스태빌라이저(1740)는 카메라 모듈(1680) 또는 이를 포함하는 전자 장치(1701)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(1710)에 포함된 하나 또는 복수개의 렌즈 또는 이미지센서(1000)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지센서(1000)의 동작 특성을 제어(리드 아웃(Read-Out) 타이밍의 조정 등)하여 움직임에 의한 부정적인 영향이 보상되도록 할 수 있다. 이미지 스태빌라이저(1740)는 카메라 모듈(1680)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(1680) 또는 전자 장치(1601)의 움직임을 감지할 수 있다. 이미지 스태빌라이저(1740)는, 광학식으로 구현될 수도 있다.
메모리(1750)는 이미지센서(1000)를 통하여 획득된 이미지의 일부 또는 전체 데이터가 다음 이미지 처리 작업을 위하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 데이터(Bayer-Patterned 데이터, 고해상도 데이터 등)는 메모리(1750)에 저장하고, 저해상도 이미지만을 디스플레이 해준 후, 선택된(사용자 선택 등) 이미지의 원본 데이터가 이미지 시그널 프로세서(1760)로 전달되도록 하는데 사용될 수 있다. 메모리(1750)는 전자 장치(1601)의 메모리(1630)로 통합되어 있거나, 또는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(1760)는 이미지센서(1000)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(1750)에 저장된 이미지 데이터에 대하여 하나 이상의 이미지 처리들을 수행할 수 있다. 하나 이상의 이미지 처리들은, 깊이 지도(Depth Map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 및/또는 이미지 보상(노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(Blurring), 샤프닝(Sharpening), 소프트닝(Softening) 등)을 포함할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(1760)는 카메라 모듈(1680)에 포함된 구성 요소들(이미지센서(1000) 등)에 대한 제어(노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(1760)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(1750)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(1680)의 외부 구성 요소(메모리(1630), 표시 장치(1660), 전자 장치(1602), 전자 장치(1604), 서버(1608) 등)로 제공될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(1760)는 프로세서(1620)에 통합되거나, 프로세서(1620)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(1760)가 프로세서(1620)와 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(1760)에 의해 처리된 이미지는 프로세서(1620)에 의하여 추가의 이미지 처리를 거친 후 표시 장치(1660)를 통해 표시될 수 있다.
전자 장치(1601)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(1680)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 복수의 카메라 모듈(1680)들 중 하나는 광각 카메라이고, 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 복수의 카메라 모듈(1680)들 중 하나는 전면 카메라이고, 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다.
실시예들에 따른 이미지센서(1000)는 도 18에 도시된 모바일폰 또는 스마트폰(1800), 도 19에 도시된 태블릿 또는 스마트 태블릿(1900), 도 20에 도시된 디지털 카메라 또는 캠코더(2000), 도 21에 도시된 노트북 컴퓨터(2100)에 또는 도 22에 도시된 텔레비전 또는 스마트 텔레비전(2200) 등에 적용될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰(1900) 또는 스마트 태블릿(2000)은 고해상 이미지센서가 각각 탑재된 복수의 고해상 카메라를 포함할 수 있다. 고해상 카메라들을 이용하여 영상 내 피사체들의 깊이 정보를 추출하거나, 영상의 아웃포커싱을 조절하거나, 영상 내 피사체들을 자동으로 식별할 수 있다.
또한, 이미지센서(1000)는 도 23에 도시된 스마트 냉장고(2300), 도 24에 도시된 보안 카메라(2400), 도 25에 도시된 로봇(2500), 도 26에 도시된 의료용 카메라(2600) 등에 적용될 수 있다. 예를 들어, 스마트 냉장고(2300)는 이미지센서를 이용하여 냉장고 내에 있는 음식을 자동으로 인식하고, 특정 음식의 존재 여부, 입고 또는 출고된 음식의 종류 등을 스마트폰을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다. 보안 카메라(2400)는 초고해상도 영상을 제공할 수 있으며 높은 감도를 이용하여 어두운 환경에서도 영상 내의 사물 또는 사람을 인식 가능하게 할 수 있다. 로봇(2500)은 사람이 직접 접근할 수 없는 재해 또는 산업 현장에서 투입되어 고해상도 영상을 제공할 수 있다. 의료용 카메라(2600)는 진단 또는 수술을 위한 고해상도 영상을 제공할 수 있으며 시야를 동적으로 조절할 수 있다.
또한, 이미지센서(1000)는 도 27에 도시된 바와 같이 차량(2700)에 적용될 수 있다. 차량(2700)은 다양한 위치에 배치된 복수의 차량용 카메라(2710, 2720, 2730, 2740)를 포함할 수 있으며. 각각의 차량용 카메라(2710, 2720, 2730, 2740)는 실시예에 따른 이미지센서를 포함할 수 있다. 차량(2700)은 복수의 차량용 카메라(2710, 2720, 2730, 2740)를 이용하여 차량(2700) 내부 또는 주변에 대한 다양한 정보를 운전자에게 제공할 수 있으며, 영상 내의 사물 또는 사람을 자동으로 인식하여 자율 주행에 필요한 정보를 제공할 수 있다.
상술한 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지센서 및 이를 포함하는 전자 장치가 비록 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 권리범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 권리범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (32)

  1. 적외선 대역의 제1 파장 광을 감지하는 복수의 제1 화소 및 가시광선 대역의 제2 파장 광을 감지하는 복수의 제2 화소를 포함하는 센서 기판;
    상기 센서 기판 상부에 배치되어 입사하는 상기 제1 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제1 파장 광을 상기 제1 화소로 집광하는 색분리 렌즈 어레이;
    를 포함하고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 각각의 상기 제1 화소에 상기 제1 파장 광을 집광하는 복수의 집광 영역을 포함하고, 상기 집광 영역의 면적은 상기 제1 화소의 면적보다 큰,
    이미지센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집광 영역은 상기 집광 영역을 통과한 제1 파장 광이 상기 집광 영역의 중심에서 멀어지는 방향으로 감소하는 위상 분포를 가지도록 위상을 변경하는,
    이미지센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 집광 영역의 면적은 상기 제1 화소의 면적보다 1.5배 내지 4배 큰,
    이미지센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 상기 색분리 렌즈 어레이를 통과한 상기 제2 파장 광의 위상이 위치별로 동일한 위상 분포를 가지도록 하는,
    이미지센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서 기판과 상기 색분리 렌즈 어레이 사이에서 상기 제1 화소 상부에 배치되고, 가시광선의 투과를 차단하는 적외선 필터를 포함하는,
    이미지센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서 기판과 상기 색분리 렌즈 어레이 사이에서 상기 제2 화소 상부에 배치되고, 적외선의 투과를 차단하는 컬러필터를 포함하는,
    이미지센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컬러필터 상부에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하는,
    이미지센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 연직 방향을 따라 상기 제1 화소에 마주하여 배치되며 제1 나노포스트를 포함하는 제1 화소 대응 영역 및 연직 방향을 따라 상기 제2 화소에 마주하여 배치되며 상기 제2 나노포스트를 포함하는 제2 화소 대응 영역을 포함하는,
    이미지센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 나노포스트는 상기 제1 화소 대응 영역 중심부에 배치되고,
    상기 제2 나노포스트는 상기 제2 화소 대응 영역 중심부에 배치되고,
    상기 제1 나노포스트의 단면적은 상기 제2 나노포스트의 단면적보다 큰,
    이미지센서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 집광 영역은 제1 파장 광 집광 영역이고,
    상기 제2 파장 광은 적색광 또는 청색광이고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 입사하는 상기 제2 파장 광을 상기 제2 화소에 집광하기 위한 제2 파장 광 집광 영역을 포함하고,
    상기 제2 파장 광 집광 영역의 면적은 상기 제2 화소의 면적보다 크고,
    상기 제1 파장 광 집광 영역은 상기 제2 파장 광 집광 영역과 일부 영역이 중첩되는,
    이미지센서.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 센서 기판은 제3 파장 광을 감지하는 복수의 제3 화소, 및 제4 파장 광을 감지하는 복수의 제4 화소를 포함하고,
    상기 제2 파장 광은 적색광이고,
    상기 제3 파장 광은 청색광이고,
    상기 제4 파장 광은 녹색광이고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는,
    입사하는 상기 제2 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제2 파장 광을 상기 제2 화소로 집광하고,
    입사하는 상기 제3 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제3 파장 광을 상기 제3 화소로 집광하고,
    입사하는 상기 제4 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제4 파장 광을 상기 제4 화소로 집광하는,
    이미지센서.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 센서 기판은 제3 파장 광을 감지하는 복수의 제3 화소, 및 제4 파장 광을 감지하는 복수의 제4 화소를 포함하고,
    상기 제2 파장 광은 적색광이고,
    상기 제3 파장 광은 청색광이고,
    상기 제4 파장 광은 녹색광이고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 입사하는 상기 제 1 파장 광과 제4 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제1 파장 광과 제4 파장 광이 혼합된 광을 상기 제1 화소 및 상기 제4 화소로 집광하는,
    이미지센서.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제4 화소 상부에 형성된 적외선 차단용 컬러필터를 포함하는,
    이미지센서.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 화소 상부에 형성된 가시광선 차단 필터를 포함하는,
    이미지센서.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 색분리 렌즈 어레이는,
    입사하는 상기 제2 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제2 파장 광을 상기 제2 화소로 집광하고,
    입사하는 상기 제3 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제3 파장 광을 상기 제3 화소로 집광하는,
    이미지센서.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 집광 영역은 제1 파장 광 집광 영역이고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 각각의 상기 제2 화소에 상기 제2 파장 광을 집광하는 복수의 제2 파장 광 집광 영역을 포함하고, 상기 제2 파장 광 집광 영역의 면적은 상기 제1 파장 광 집광 영역보다 큰,
    이미지센서.
  17. 광학상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 및
    상기 이미지센서의 동작을 제어하고, 상기 이미지센서에서 생성한 신호를 저장 및 출력하는 프로세서를 포함하고,
    상기 이미지센서는,
    적외선 대역의 제1 파장 광을 감지하는 복수의 제1 화소 및 가시광선 대역의 제2 파장 광을 감지하는 복수의 제2 화소를 포함하는 센서 기판;

    상기 센서 기판 상부에 배치되어 입사하는 상기 제1 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제1 파장 광을 상기 제1 화소로 집광하는 색분리 렌즈 어레이;
    를 포함하고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 각각의 상기 제1 화소에 상기 제1 파장 광을 집광하는 복수의 집광 영역을 포함하고, 상기 집광 영역의 면적은 상기 제1 화소의 면적보다 큰,
    전자 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 집광 영역은 상기 집광 영역을 통과한 제1 파장 광이 상기 집광 영역의 중심에서 멀어지는 방향으로 감소하는 위상 분포를 가지도록 위상을 변경하는,
    전자 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 집광 영역의 면적은 상기 제1 화소의 면적보다 1.5배 내지 4배 큰,
    전자 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 상기 색분리 렌즈 어레이를 통과한 상기 제2 파장 광의 위상이 위치별로 동일한 위상 분포를 가지도록 하는,
    전자 장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 센서 기판과 상기 색분리 렌즈 어레이 사이에서 상기 제1 화소 상부에 배치되고, 가시광선의 투과를 차단하는 적외선 필터를 포함하는,
    전자 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 센서 기판과 상기 색분리 렌즈 어레이 사이에서 상기 제2 화소 상부에 배치되고, 적외선의 투과를 차단하는 컬러필터를 포함하는,
    전자 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 컬러필터 상부에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하는,
    전자 장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 연직 방향을 따라 상기 제1 화소에 마주하여 배치되며 제1 나노포스트를 포함하는 제1 화소 대응 영역 및 연직 방향을 따라 상기 제2 화소에 마주하여 배치되며 상기 제2 나노포스트를 포함하는 제2 화소 대응 영역을 포함하는,
    전자 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 나노포스트는 상기 제1 화소 대응 영역 중심부에 배치되고,
    상기 제2 나노포스트는 상기 제2 화소 대응 영역 중심부에 배치되고,
    상기 제1 나노포스트의 단면적은 상기 제2 나노포스트의 단면적보다 큰,
    전자 장치.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 집광 영역은 제1 파장 광 집광 영역이고,
    상기 제2 파장 광은 적색광 또는 청색광이고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 입사하는 상기 제2 파장 광을 상기 제2 화소에 집광하기 위한 제2 파장 광 집광 영역을 포함하고,
    상기 제2 파장 광 집광 영역의 면적은 상기 제2 화소의 면적보다 크고,
    상기 제1 파장 광 집광 영역은 상기 제2 파장 광 집광 영역과 일부 영역이 중첩되는,
    전자 장치.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 센서 기판은 제3 파장 광을 감지하는 복수의 제3 화소, 및 제4 파장 광을 감지하는 복수의 제4 화소를 포함하고,
    상기 제2 파장 광은 적색광이고,
    상기 제3 파장 광은 청색광이고,
    상기 제4 파장 광은 녹색광이고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는,
    입사하는 상기 제2 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제2 파장 광을 상기 제2 화소로 집광하고,
    입사하는 상기 제3 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제3 파장 광을 상기 제3 화소로 집광하고,
    입사하는 상기 제4 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제4 파장 광을 상기 제4 화소로 집광하는,
    전자 장치.
  28. 제17항에 있어서,
    상기 센서 기판은 제3 파장 광을 감지하는 복수의 제3 화소, 및 제4 파장 광을 감지하는 복수의 제4 화소를 포함하고,
    상기 제2 파장 광은 적색광이고,
    상기 제3 파장 광은 청색광이고,
    상기 제4 파장 광은 녹색광이고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 입사하는 상기 제1 파장 광과 제4 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제1 파장 광과 제4 파장 광이 혼합된 광을 상기 제1 화소 및 상기 제4 화소로 집광하는,
    전자 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제4 화소 상부에 형성된 적외선 차단용 컬러필터를 포함하는,
    전자 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제1 화소 상부에 형성된 가시광선 차단 필터를 포함하는,
    전자 장치.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 색분리 렌즈 어레이는,
    입사하는 상기 제2 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제2 파장 광을 상기 제2 화소로 집광하고,
    입사하는 상기 제3 파장 광의 위상을 변경하여 상기 제3 파장 광을 상기 제3 화소로 집광하는,
    전자 장치.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 집광 영역은 제1 파장 광 집광 영역이고,
    상기 색분리 렌즈 어레이는 각각의 상기 제2 화소에 상기 제2 파장 광을 집광하는 복수의 제2 파장 광 집광 영역을 포함하고, 상기 제2 파장 광 집광 영역의 면적은 상기 제1 파장 광 집광 영역보다 큰,
    전자 장치.
KR1020210083124A 2020-10-30 2021-06-25 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치 KR20220058387A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111224127.8A CN114447006A (zh) 2020-10-30 2021-10-20 包括分色透镜阵列的图像传感器和包括图像传感器的电子设备
JP2021175271A JP2022074063A (ja) 2020-10-30 2021-10-27 色分離レンズアレイを具備するイメージセンサ、及びそれを含む電子装置
EP21205334.2A EP3993046A1 (en) 2020-10-30 2021-10-28 Image sensor including color separating lens array and electronic device including the image sensor
US17/514,634 US11855113B2 (en) 2020-10-30 2021-10-29 Image sensor including color separating lens array and electronic device including the image sensor
US18/507,618 US20240079431A1 (en) 2020-10-30 2023-11-13 Image sensor including color separating lens array and electronic device including the image sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200143877 2020-10-30
KR1020200143877 2020-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220058387A true KR20220058387A (ko) 2022-05-09

Family

ID=81581949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210083124A KR20220058387A (ko) 2020-10-30 2021-06-25 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220058387A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11855113B2 (en) Image sensor including color separating lens array and electronic device including the image sensor
KR20220096967A (ko) 평면 나노 광학 마이크로렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
US20220137424A1 (en) Image sensor including color separating lens array and electronic device including the image sensor
US20230324586A1 (en) Image sensor including color separating lens array and electronic apparatus including the image sensor
US20230098924A1 (en) Image sensor and electronic apparatus including the image sensor
KR102587961B1 (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102650663B1 (ko) 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20220058386A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
US20220137423A1 (en) Image sensor including color separating lens array and electronic device including the image sensor
KR20220058388A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20220058387A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102668683B1 (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
JP7425104B2 (ja) 色分離レンズアレイを備えるイメージセンサ及びそれを含む電子装置
KR20220057410A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20220058385A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지센서 및 이를 포함하는 전자 장치
US20230115006A1 (en) Image sensor including color separating lens array and electronic apparatus including the image sensor
KR102634938B1 (ko) 평면 나노 광학 마이크로렌즈 어레이를 구비하는 광학 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102613052B1 (ko) 멀티 스펙트럼 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20230046187A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
US20240040273A1 (en) Image sensor and electronic apparatus including the image sensor
KR20230051072A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20230080192A (ko) 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20220168131A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20230085647A (ko) 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
JP2024035827A (ja) イメージセンサ及びそれを含む電子装置