[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100793369B1 - 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지감지 방법 - Google Patents

분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지감지 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100793369B1
KR100793369B1 KR1020060063480A KR20060063480A KR100793369B1 KR 100793369 B1 KR100793369 B1 KR 100793369B1 KR 1020060063480 A KR1020060063480 A KR 1020060063480A KR 20060063480 A KR20060063480 A KR 20060063480A KR 100793369 B1 KR100793369 B1 KR 100793369B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
photoelectric conversion
scanner unit
pixels
conversion semiconductor
Prior art date
Application number
KR1020060063480A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080004769A (ko
Inventor
민동기
홍승범
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 KR1020060063480A priority Critical patent/KR100793369B1/ko
Priority to US11/655,245 priority patent/US7821680B2/en
Priority to CN2007100077291A priority patent/CN101102388B/zh
Priority to JP2007176470A priority patent/JP2008017486A/ja
Publication of KR20080004769A publication Critical patent/KR20080004769A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100793369B1 publication Critical patent/KR100793369B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46Colour picture communication systems
    • H04N1/48Picture signal generators
    • H04N1/486Picture signal generators with separate detectors, each detector being used for one specific colour component
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/024Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
    • H04N1/028Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/48Increasing resolution by shifting the sensor relative to the scene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지 감지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이미지를 감지하기 위한 광전 변환 반도체 소자의 분해능을 변화시키기 않으면서 이미지의 분해능을 향상시키는 효과를 가지는 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지 감지 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 분해능이 향상되는 이미지 센서는 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 것으로서, 평면상에서 이동 가능한 스캐너부; 상기 스캐너부 상에 고정되어 장착되고, 전면에 배열된 다수의 화소를 가지는 광전 변환 반도체 소자; 및 상기 광전 변환 반도체 소자 상에 상기 화소에 대응하여 배열된 컬러 필터 어레이를 포함한다.
본 발명에 의하면 종래에 사용되는 광전 변환 반도체 소자를 그대로 사용하면서 종래에는 감지될 수 없었던 이미지의 데이터까지 감지하여 원가의 상승이나 성능의 저하 없이 이미지의 분해능이 향상되는 효과가 있다.
화소, 스캐너부, 광전 변환, 반도체 소자, 컬러 필터, 마이크로렌즈

Description

분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지 감지 방법{Image sensor for improving the resolution and method of sensing the image for improving it}
도1은 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 종래의 이미지 센서의 사시도.
도2는 종래의 이미지 센서에서 광전 변환 반도체 소자의 분해능을 증가시키기 위하여 광전 변환 반도체 소자의 화소 수를 증가시키는 방식을 설명하는 도면.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분해능이 향상되는 이미지 센서의 사시도.
도4는 도3에 보인 본 발명에 의한 분해능이 향상되는 이미지 센서의 부분 단면도.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법을 순서대로 도시한 순서도.
도6은 본 발명에 의한 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법의 결과를 보여주기 위한 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10, 110 : 광전 변환 반도체 소자
20, 120 : 컬러 필터 어레이
30, 130 : 마이크로렌즈 어레이
100 : 스캐너부
121, 122, 123 : 컬러 필터
본 발명은 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지 감지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이미지를 감지하기 위한 광전 변환 반도체 소자의 분해능을 변화시키기 않으면서 이미지의 분해능을 향상시키는 효과를 가지는 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지 감지 방법에 관한 것이다.
이미지 센서(image sensor)는 1차원 또는 2차원 이상의 광학 정보를 전기신호로 변환하는 장치이다. 이미지 센서의 종류는 크게 나누어 촬상관과 고체 촬상 소자로 분류된다. 촬상관은 텔레비전을 중심으로 하여 화상 처리기술을 구사한 계측, 제어, 인식 등에서 널리 상용되며 응용 기술이 발전되어 왔다. 고체 촬상 소자는 반도체 기판을 이용하여 광학적 이미지를 전기적 신호로 변환하는 광전 변환 반도체 소자로서 모스(MOS, metal oxide semiconductor)형과 시시디(CCD, charge coupled device)형의 2종류가 있다.
CMOS 이미지 센서는 CMOS 제조 기술을 이용하여 광학적 이미지를 전기적 신 호로 변환시키는 소자로서, 화소 수만큼의 모스 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위치 방식을 채용하고 있다. CMOS 이미지 센서는 종래에 널리 사용되고 있는 시시디 이미지 센서에 비하여 구동 방식이 편리하고, 다양한 스캐닝 방식의 구현이 가능하며, 신호처리 회로를 단일 칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능한 장점이 있다.
최근에 휴대폰이나 PDA(personal digital assistant) 등 다양한 멀티미디어 기기에서 이미지를 촬영하거나 디스플레이 하는 장치들이 장착되어 사용되고 있는데, 이미지 입력 장치로서 소형 카메라 모듈이 사용되고 있다. 이러한 기기에서 좀더 고품질의 이미지를 요구하는 소비자의 욕구에 의해서 이미지 입력 장치로 사용되는 이미지 센서의 분해능을 높이려는 노력이 요구되고 있다.
도1은 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 종래의 이미지 센서의 사시도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 종래의 이미지 센서는 광전 변환 반도체 소자(10), 컬러 필터 어레이(color filter array, 20) 및 마이크로렌즈(microlens) 어레이(30)를 포함한다.
광전 변환 반도체 소자(10)는 스캐너 상부에 고정되어 장착된 것으로, 전면에 다수의 화소가 배열되어 있다. 광전 변환 반도체 소자(10)의 화소는 수광부로서 각각의 화소에 대응하여 각 화소에 입사된 빛의 강도에 대응하는 신호 전하를 발생시킨다.
컬러 필터 어레이(20)는 컬러 디지털 이미지들을 형성하기 위한 것으로, 광 전 변환 반도체 소자(10)의 화소에 일대일로 대응하여 각 화소에 대하여 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 필터 중의 하나가 배열되어 있고, 광전 변환 반도체 소자(10)의 수광부 상부에 리소그래피 공정 등에 의해서 형성되어 있다.
마이크로렌즈 어레이(30)는 컬러 필터 어레이(20) 상부에 2차원으로 배열된 다수의 렌즈로서 예를 들어, 반구 형상의 마이크로렌즈(31)로 적층되고, 광전 변환 반도체 소자(10)의 수광부에 입사되는 광량을 증가시키도록 각각의 화소에 대응하여 상기 컬러 필터 어레이(20)와 함께 배치된다.
이러한 구조를 가지는 종래의 이미지 센서에서 분해능을 향상시키기 위해서는 광전 변환 반도체 소자(10)의 화소를 증가시키는 것이 필요했다.
도2는 종래의 이미지 센서에서 광전 변환 반도체 소자의 분해능을 증가시키기 위하여 광전 변환 반도체 소자의 화소 수를 증가시키는 방식을 설명하는 도면이다.
도2에 도시된 바와 같이, 종래의 이미지 센서에서 분해능을 향상시키기 위하여 광전 변환 반도체 소자(10)에서 화소(11)의 수를 증가시키는 경우 광전 변환 반도체 소자(10)의 크기가 커지거나 각 화소(11)의 크기를 감소시켜서 화소 수를 증가시키는 방법이 있다.
그런데 화소의 크기를 유지하면서 화소의 수를 증가시키는 경우 광전 변환 반도체 소자(10)의 칩 크기가 같은 비율로 증가하여 비용이 증가하는 문제가 있다. 그리고 칩 크기가 증가하면 수율이 감소하기 때문에 그 비용의 증가는 더욱 커지는 문제가 있다.
또한 광전 변환 반도체 소자(10)의 칩 크기를 유지하면서 화소의 수를 증가시키는 경우에는, 화소(11)의 크기가 작아지기 때문에 제작에 어려움 발생하고, 화소의 감도가 저하되어 노이즈에 더욱 민감해져서 성능이 저하되는 문제가 있기 때문에 실제로 적용하기에 어려움이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 종래에 사용되는 광전 변환 반도체 소자를 그대로 사용하면서 감지되는 이미지의 분해능을 향상시켜서, 원가의 상승이나 성능의 저하 없이 분해능이 향상되는 이미지 센서를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 분해능이 향상되는 이미지 센서에 의해서 감지되는 이미지의 분해능을 용이하게 향상시킬 수 있는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 분해능이 향상되는 이미지 센서는 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 것으로서, 평면상에서 이동 가능한 스캐너부; 상기 스캐너부 상에 고정되어 장착되고, 전면에 배열된 다수의 화소를 가지는 광전 변환 반도체 소자; 및 상기 광전 변환 반도체 소자 상에 상기 화소에 대응하여 배열된 컬러 필터 어레이를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 화소에 대응하여 상기 컬러 필터 어레이 상부에 형성되어 빛을 집광하는 마이크로렌즈 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스캐너부는 상기 평면상에서 수평 및 수직 방향으로 이동 가능하고, 상기 스캐너부는 상기 화소 사이의 거리보다 작은 간격으로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법은 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 것으로서, 정지된 스캐너부 상에 장착된 광전 변환 반도체 소자의 다수의 화소를 통하여 이미지가 감지되는 단계; 상기 광전 변환 반도체 소자를 통하여 감지된 상기 이미지의 데이터가 저장되는 단계; 상기 스캐너부가 평면상에서 이동되는 단계; 이동된 위치에서 상기 광전 변환 반도체 소자의 다수의 화소를 통하여 다른 이미지가 감지되는 단계; 상기 다른 이미지의 데이터가 저장되는 단계; 및 상기 이미지의 데이터와 상기 다른 이미지의 데이터를 비교 분석하여 분해능이 향상된 결과 이미지의 데이터가 형성되는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 스캐너부가 이동한 거리는 서로 인접한 상기 화소 사이의 거리 보다 작고, 상기 스캐너부는 상기 평면상에서 수평 또는 수직 방향으로 이동한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법은 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 것으로서, a) 정지된 스캐너부 상에 장착된 광전 변환 반도체 소자의 다수의 화소를 통하여 이미지가 감지되는 단계; b) 상기 광전 변환 반도체 소자를 통하여 감지된 상기 이미지의 데이터가 저장되는 단계; c) 상기 스캐너부가 평면상에서 이동되는 단계; d) 이동된 위치에서 상기 광전 변환 반도체 소자의 다 수의 화소를 통하여 다른 이미지가 감지되는 단계; e) 상기 다른 이미지의 데이터가 저장되는 단계; f) 상기 스캐너부의 위치를 이동하여 상기 (c)단계 내지 상기 (e)단계를 반복 실시하는 단계; 및 g) 상기 광전 변환 반도체 소자의 위치에 따라 저장된 상기 데이터를 비교 분석하여 분해능이 향상된 결과 이미지의 데이터가 형성되는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 스캐너부가 이동한 거리는 서로 인접한 상기 화소 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 스캐너부가 상기 평면상에서 수평 또는 수직 방향으로 이동되고, 상기 스캐너부가 상기 평면상에서 이동하는 방향은 직전의 이동 방향과 다른 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분해능이 향상되는 이미지 센서의 사시도이고, 도4는 도3에 보인 본 발명에 의한 분해능이 향상되는 이미지 센서의 부분 단면도이다.
도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 분해능이 향상되는 이미지 센서는 스캐너부(100), 광전 변환 반도체 소자(110) 및 컬러 필터 어레이(color filter array, 120)를 포함한다. 이때 상기 컬러 필터 어레이(120) 상부에는 마이크로렌즈(microlens) 어레이(130)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
스캐너부(100)는 하나의 평면상에서 이동하는 지지부로서, 그 상부에 광전 변환 반도체 소자(110)를 고정시켜서 장착할 수 있는 지지대 역할을 하며, 외부의 제어부에 연결되어 소프트웨어 방식에 의해서 정해진 거리만큼 수평 또는 수직 방향으로 이동 될 수 있는 것이 바람직하다.
이때 스캐너부(100)가 이동하는 거리는 광전 변환 반도체 소자(110)의 서로 인접한 화소 사이의 거리보다 작은 간격으로 이동할 수 있는 정도의 정밀도를 가져서, 스캐너부(100)의 이동에 의해서 상기 광전 변환 반도체 소자(110)가 수평 또는 수직 방향으로 화소 사이의 거리보다 작은 거리를 이동하는 것이 바람직하다.
상기 광전 변환 반도체 소자(110)는 스캐너 상부에 고정되어 장착된 것으로, 전면에 다수의 화소가 배열되어 있다. 광전 변환 반도체 소자(110)의 화소는 수광부(111)로서 각각의 화소에 대응하여 각 화소에 입사된 빛의 강도에 대응하는 신호 전하를 발생시킨다. 광전 변환 반도체 소자(110)로서는 고체 촬상 소자로서 모스(MOS, metal oxide semiconductor)형과 시시디(CCD, charge coupled device)형이 사용될 수 있다.
컬러 필터 어레이(120)는 컬러 디지털 이미지들을 형성하기 위한 것으로, 광전 변환 반도체 소자(110)의 화소에 일대일로 대응하여 각 화소에 대하여 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 필터(121, 122, 123) 중의 하나가 배열되어 있고, 광전 변환 반도체 소자(110)의 수광부 상부에 리소그래피 공정 등에 의해서 형성되어 있다.
마이크로렌즈 어레이(130)는 컬러 필터 어레이(120) 상부에 2차원으로 배열된 다수의 렌즈로서 예를 들어, 반구 형상의 마이크로렌즈(131)로 적층되고, 광전 변환 반도체 소자(110)의 수광부에 입사되는 광량을 증가시키도록 각각의 화소에 대응하여 상기 컬러 필터 어레이(120)와 함께 배치된다.
본 발명에서 분해능이 향상되는 이미지 센서는 스캐너부(100)의 상부에 고정 장착된 광전 변환 반도체 소자(110)의 위치를 스캐너부(100)에 의해서 이동시킴으로서, 고정된 광전 변환 반도체 소자(110)에서 얻어지는 이미지 데이터와 이동된 위치에서 얻어진 다른 이미지 데이터들을 이미지 프로세싱에 의해서 결합 수정함으로써, 분해능이 향상된 결과의 이미지를 얻을 수 있다. 이때 스캐너부(100)에 의해서 이동된 광전 변환 반도체 소자(110)의 거리는 화소 사이의 거리보다 작게 함으로써, 종래의 이미지 센서로는 감지하지 않았던 위치에서 다른 이미지 데이터를 추가로 감지하게 된다.
이하에서 본 발명의 분해능이 향상되는 이미지 센서에 의해서 분해능을 향상시키는 효과가 있는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법에 대하여 설명한다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법을 순서대로 도시한 순서도이다.
도5에 도시된 바와 같이, 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법에 따라서 정지된 스캐너부 상에 장착된 광전 변환 반도체 소자의 다수의 화소를 통하여 제1 이미지가 감지된다(S110). 이때 제1 이미지의 데이터는 광전 변환 반도체 소자의 수광부에 입사된 빛의 강도(광신호의 크기)가 전기적 신호로 변경된 것으로, 컬러 필터 어레이에 의해서 컬러 데이터와 함께 얻어진다.
이렇게 얻어진 제1 이미지의 데이터는 외부의 제어부에 의해서 예를 들어, 디지털 카메라 등과 같은 이미지 촬영 기기의 데이터 저장부에 저장된다(S120).
이어서 상부에 광전 변환 반도체 소자가 장착된 스캐너부가 동일한 평면상에서 이동된다(S130). 이때 상기 스캐너부는 평면상에서 수평 또는 수직 방향으로 이동하고, 스캐너부가 이동되는 거리는 화소 사이의 거리보다 작은 것이 바람직하다.
이렇게 스캐너부가 광전 변환 반도체 소자의 화소 사이 보다 작은 거리를 이동하면, 이동된 위치에서 각 화소의 중심은 이동전의 각 화소의 중심 위치 사이로 변화하게 된다. 이때 스캐너부가 이동된 거리는 예를 들어, 화소 사이의 거리의 1/2 또는 1/3 등으로 화소 사이의 거리가 스캐너부 이동 거리의 정수배가 되도록 하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 수평 또는 수직 방향으로 이동된 스캐너부의 이동 거리가 화소 사이의 거리의 1/2 인 경우에, 이동된 위치에서 광전 변환 반도체 소자의 화소는 각각 수평 또는 수직 방향에 대하여 이동전의 각 화소의 중심 위치 사이의 중앙에 위치하게 된다,
스캐너부가 이동된 위치에서 광전 변환 반도체 소자의 다수의 화소를 통하여 제2 이미지가 감지되고(S140), 스캐너가 이동된 위치에서 얻어진 제2 이미지는 이동전에 얻은 제1 이미지의 데이터가 저장된 상기 데이터 저장부에 저장된다(S150).
결과적으로 이때 상기에 저장된 제1 이미지의 데이터와 제2 이미지의 데이터는 스캐너부가 이동하기 전에 화소의 중심에서 감지된 데이터와 화소 사이의 중심의 위치에서 감지된 데이터에 대응하는 것으로서, 이들의 데이터를 결합하면 스캐너부가 이동하기 전에 각 화소 사이의 중심의 위치에 대등한 다른 화소가 있는 것 과 같은 효과의 데이터를 얻게 된다.
다음에 상기 데이터 저장부에 저장된 제1 이미지의 데이터와 제2 이미지 데이터를 이미지 프로세싱에 의해서 서로 비교 분석하고, 이들의 데이터를 결합하면 분해능이 향상된 결과 이미지의 데이터가 얻어진다(S160).
또한 상기 결과 이미지의 분해능을 더 향상시키기 위하여 제2 이미지의 데이터가 상기 데이터 저장부에 저장된 후에, 상기 스캐너부의 위치를 상기 평면상에서 다시 이동시키고, 다시 이동된 위치에서 광전 변환 반도체 소자의 다수의 화소를 통하여 이동된 위치의 제3 이미지가 감지되어, 제3 이미지의 데이터가 데이터 저장부에 추가로 저장되는 과정을 반복하는 것이 바람직하다.
이때 스캐너부가 다시 이동하는 방향은 직전의 이동 방향과 다른 방향, 예를 들어, 수평 방향으로 이전에 이동하였으면, 수직 방향으로 이동하는 것이 바람직하다. 물론 스캐너부가 수직 방향으로 이전에 이동하였으면, 다음에는 수평 방향으로 이동하는 것이 바람직하다.
또한 분해능을 더욱 향상시키기 위하여, 수평 또는 수직 방향으로 이동된 스캐너부의 이동 거리가 화소 사이의 거리의 1/2 이하 예를 들어 1/3 또는 1/4 인 경우에, 스캐너부는 화소 사이의 거리에서 1/3과 2/3 또는 1/4, 2/4과 3/4 위치로 이동하고, 각각의 위치에 대한 이미지의 데이터를 계속 감지하여 저장하는 것이 가능하다. 이때 이동하는 방향은 스캐너부는 평면상에서 수평 또는 수직 방향으로 이동하고, 순서에 상관없이 가능한 모든 위치로 이동하여 각 위치에서 광전 변환 반도체 소자에 의해서 감지된 이미지의 데이터가 계속 저장된다.
이렇게 스캐너부의 이동 위치별로 얻어진 이미지의 데이터에 대하여 이미지 프로세싱에 의해서 서로 비교 분석하고, 이들의 데이터를 결합하면 더욱 분해능이 향상된 결과 이미지의 데이터가 얻어지게 된다.
본 발명의 분해능이 향상되는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법의 결과를 설명하면 다음과 같다.
도6은 본 발명에 의한 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법의 결과를 보여주기 위한 그래프이다.
도6을 참조하여 설명하면, 도6의 그래프에서 세로축은 광전 변환 반도체 소자의 각 화소에서 감지되는 광신호의 상대적 크기를 표시한 것이고, 가로축은 각 화소의 위치를 표시한 것으로 예를 들어, X1, X2, X3 및 X4 등은 이동전의 화소의 위치이고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 스캐너부에 의해서 이동된 후의 화소의 위치로 한다.
이렇게 스캐너부를 이동하여 이미지를 감지하는 경우 도6에서 보인 것과 같이 이동전의 위치에서 감지될 수 없는 광신호의 미세한 크기 변화를 감지할 수 있기 때문에, 이들의 이미지 데이터를 결합하여 이미지 프로세싱을 하는 경우에 분해능이 향상된 결과 이미지를 얻을 수 있다.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 특허청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 달성한다.
본 발명의 분해능이 향상되는 이미지 센서는 스캐너부에 고정된 광전 변환 반도체 소자를 이동시키면서 이미지를 감지함으로써, 종래에 사용되는 광전 변환 반도체 소자를 그대로 사용하면서 종래에는 감지될 수 없었던 이미지의 데이터까지 감지하여 원가의 상승이나 성능의 저하 없이 이미지의 분해능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법은 이동될 수 있는 스캐너부가 형성된 이미지 센서를 이용하여 화소 사이의 여러 위치에서 감지된 이미지 데이터를 추가로 확보함으로써, 이미지 센서에 의해서 감지되는 이미지의 분해능을 용이하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (11)

  1. 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 이미지 센서에 있어서,
    하나의 평면상에서 이동 가능한 스캐너부;
    상기 스캐너부의 상부에 고정되어 장착되고, 전면에 다수의 화소가 배열된 광전 변환 반도체 소자; 및
    상기 광전 변환 반도체 소자의 화소에 대응하여 배열된 컬러 필터 어레이를 포함하고,
    상기 광전 변환 반도체 소자의 위치를 상기 스캐너부에 의해서 이동시킴으로써, 고정된 광전 변환 반도체 소자에서 얻어지는 이미지 데이터와, 이동된 위치에서 얻어진 다른 이미지 데이터들을 이미지 프로세싱에 의해서 결합 수정함으로써, 분해능이 향상되는 것을 특징으로 하는 분해능이 향상되는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화소에 대응하여 상기 컬러 필터 어레이 상부에 형성되어 빛을 집광하는 마이크로렌즈 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분해능이 향상되는 이미지 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스캐너부는 상기 평면상에서 정해진 거리만큼 수평 및 수직 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 분해능이 향상되는 이미지 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스캐너부는 상기 화소 사이의 거리보다 작은 간격으로 이동 가능한 것 을 특징으로 하는 분해능이 향상되는 이미지 센서.
  5. 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법에 있어서,
    a) 정지된 스캐너부 상에 장착된 광전 변환 반도체 소자의 다수 화소를 통하여 이미지가 감지되는 단계;
    b) 상기 광전 변환 반도체 소자를 통하여 감지된 상기 이미지의 데이터가 저장되는 단계;
    c) 상기 스캐너부가 평면상에서 이동되는 단계;
    d) 상기 스캐너부가 이동된 위치에서 상기 광전 변환 반도체 소자의 다수 화소를 통하여 다른 이미지가 감지되는 단계;
    e) 상기 다른 이미지의 데이터가 저장되는 단계; 및
    f) 상기 b)단계에서의 이미지의 데이터와, 상기 e)단계에서의 다른 이미지의 데이터를 비교 분석하여 분해능이 향상된 결과 이미지의 데이터가 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 스캐너부가 이동한 거리는, 서로 인접한 상기 화소 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 스캐너부는, 상기 평면상에서 정해진 거리만큼 수평 및 수직 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법.
  8. 광전 변환을 통하여 이미지를 감지하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법에 있어서,
    a-1) 정지된 스캐너부 상에 장착된 광전 변환 반도체 소자의 다수 화소를 통하여 이미지가 감지되는 단계;
    b-1) 상기 광전 변환 반도체 소자를 통하여 감지된 상기 이미지의 데이터가 저장되는 단계;
    c-1) 상기 스캐너부가 평면상에서 이동되는 단계;
    d-1) 상기 스캐너부가 이동된 위치에서 상기 광전 변환 반도체 소자의 다수 화소를 통하여 다른 이미지가 감지되는 단계;
    e-1) 상기 다른 이미지의 데이터가 저장되는 단계;
    f-1) 상기 스캐너부의 위치를 이동시켜서 상기 c-1)단계 내지 상기 e-1)단계를 반복 실시하는 단계; 및
    g-1) 상기 광전 변환 반도체 소자의 위치에 따라 저장된 상기 데이터를 비교 분석하여 분해능이 향상된 결과 이미지의 데이터가 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 c-1)단계에서 상기 스캐너부가 이동한 거리는, 서로 인접한 상기 화소 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 c-1)단계에서 상기 스캐너부는, 상기 평면상에서 정해진 거리만큼 수평 및 수직 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법.
  11. 제8항 또는 제10항에 있어서,
    상기 c-1)단계에서 상기 스캐너부가 상기 평면상에서 이동하는 방향은, 직전의 이동 방향과 다른 것을 특징으로 하는 이미지 센서에 의한 이미지 감지 방법.
KR1020060063480A 2006-07-06 2006-07-06 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지감지 방법 KR100793369B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060063480A KR100793369B1 (ko) 2006-07-06 2006-07-06 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지감지 방법
US11/655,245 US7821680B2 (en) 2006-07-06 2007-01-19 Image sensor having improved resolution and image sensing method using the same
CN2007100077291A CN101102388B (zh) 2006-07-06 2007-01-29 图像传感器以及采用其的图像感测方法
JP2007176470A JP2008017486A (ja) 2006-07-06 2007-07-04 分解能が向上するイメージセンサ及びこれを用いたイメージ感知方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060063480A KR100793369B1 (ko) 2006-07-06 2006-07-06 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지감지 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080004769A KR20080004769A (ko) 2008-01-10
KR100793369B1 true KR100793369B1 (ko) 2008-01-11

Family

ID=38918885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060063480A KR100793369B1 (ko) 2006-07-06 2006-07-06 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지감지 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7821680B2 (ko)
JP (1) JP2008017486A (ko)
KR (1) KR100793369B1 (ko)
CN (1) CN101102388B (ko)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11792538B2 (en) 2008-05-20 2023-10-17 Adeia Imaging Llc Capturing and processing of images including occlusions focused on an image sensor by a lens stack array
US8866920B2 (en) 2008-05-20 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
US8902321B2 (en) 2008-05-20 2014-12-02 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
JP4402161B1 (ja) * 2009-03-30 2010-01-20 マスレ ホールディングス エルエルピー 撮像装置、画像再生装置、及び撮像方法
US8514491B2 (en) 2009-11-20 2013-08-20 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
SG185500A1 (en) 2010-05-12 2012-12-28 Pelican Imaging Corp Architectures for imager arrays and array cameras
US8878950B2 (en) 2010-12-14 2014-11-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using super-resolution processes
WO2012155119A1 (en) 2011-05-11 2012-11-15 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for transmitting and receiving array camera image data
KR101249475B1 (ko) * 2011-06-10 2013-04-01 한국기초과학지원연구원 고해상도 이미지 센서
US20130070060A1 (en) 2011-09-19 2013-03-21 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for determining depth from multiple views of a scene that include aliasing using hypothesized fusion
EP2761534B1 (en) 2011-09-28 2020-11-18 FotoNation Limited Systems for encoding light field image files
US9412206B2 (en) 2012-02-21 2016-08-09 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for the manipulation of captured light field image data
US9210392B2 (en) 2012-05-01 2015-12-08 Pelican Imaging Coporation Camera modules patterned with pi filter groups
KR20150023907A (ko) 2012-06-28 2015-03-05 펠리칸 이매징 코포레이션 결함있는 카메라 어레이들, 광학 어레이들 및 센서들을 검출하기 위한 시스템들 및 방법들
US20140002674A1 (en) 2012-06-30 2014-01-02 Pelican Imaging Corporation Systems and Methods for Manufacturing Camera Modules Using Active Alignment of Lens Stack Arrays and Sensors
EP4296963A3 (en) 2012-08-21 2024-03-27 Adeia Imaging LLC Method for depth detection in images captured using array cameras
EP2888698A4 (en) 2012-08-23 2016-06-29 Pelican Imaging Corp PROPERTY-BASED HIGH-RESOLUTION MOTION ESTIMATION FROM LOW-RESOLUTION IMAGES RECORDED WITH AN ARRAY SOURCE
WO2014052974A2 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Pelican Imaging Corporation Generating images from light fields utilizing virtual viewpoints
US9398272B2 (en) * 2012-11-07 2016-07-19 Google Inc. Low-profile lens array camera
WO2014078443A1 (en) 2012-11-13 2014-05-22 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for array camera focal plane control
US9462164B2 (en) 2013-02-21 2016-10-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for generating compressed light field representation data using captured light fields, array geometry, and parallax information
US9253380B2 (en) 2013-02-24 2016-02-02 Pelican Imaging Corporation Thin form factor computational array cameras and modular array cameras
US9638883B1 (en) 2013-03-04 2017-05-02 Fotonation Cayman Limited Passive alignment of array camera modules constructed from lens stack arrays and sensors based upon alignment information obtained during manufacture of array camera modules using an active alignment process
WO2014138695A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for measuring scene information while capturing images using array cameras
US8866912B2 (en) 2013-03-10 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation System and methods for calibration of an array camera using a single captured image
US9888194B2 (en) 2013-03-13 2018-02-06 Fotonation Cayman Limited Array camera architecture implementing quantum film image sensors
WO2014164550A2 (en) 2013-03-13 2014-10-09 Pelican Imaging Corporation System and methods for calibration of an array camera
US9106784B2 (en) 2013-03-13 2015-08-11 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for controlling aliasing in images captured by an array camera for use in super-resolution processing
US9519972B2 (en) 2013-03-13 2016-12-13 Kip Peli P1 Lp Systems and methods for synthesizing images from image data captured by an array camera using restricted depth of field depth maps in which depth estimation precision varies
US9100586B2 (en) 2013-03-14 2015-08-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for photometric normalization in array cameras
US9578259B2 (en) 2013-03-14 2017-02-21 Fotonation Cayman Limited Systems and methods for reducing motion blur in images or video in ultra low light with array cameras
US9445003B1 (en) 2013-03-15 2016-09-13 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using image deconvolution based on motion and depth information
US9497429B2 (en) 2013-03-15 2016-11-15 Pelican Imaging Corporation Extended color processing on pelican array cameras
US10122993B2 (en) 2013-03-15 2018-11-06 Fotonation Limited Autofocus system for a conventional camera that uses depth information from an array camera
EP2973476A4 (en) 2013-03-15 2017-01-18 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for stereo imaging with camera arrays
CN103139430A (zh) * 2013-03-20 2013-06-05 深圳市怡化电脑有限公司 图像扫描装置
KR102103983B1 (ko) * 2013-07-31 2020-04-23 삼성전자주식회사 시프트된 마이크로 렌즈 어레이를 구비하는 라이트 필드 영상 획득 장치
WO2015048694A2 (en) 2013-09-27 2015-04-02 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for depth-assisted perspective distortion correction
US9264592B2 (en) 2013-11-07 2016-02-16 Pelican Imaging Corporation Array camera modules incorporating independently aligned lens stacks
US10119808B2 (en) 2013-11-18 2018-11-06 Fotonation Limited Systems and methods for estimating depth from projected texture using camera arrays
WO2015081279A1 (en) 2013-11-26 2015-06-04 Pelican Imaging Corporation Array camera configurations incorporating multiple constituent array cameras
US10089740B2 (en) 2014-03-07 2018-10-02 Fotonation Limited System and methods for depth regularization and semiautomatic interactive matting using RGB-D images
CN107077743B (zh) 2014-09-29 2021-03-23 快图有限公司 用于阵列相机的动态校准的系统和方法
US9942474B2 (en) 2015-04-17 2018-04-10 Fotonation Cayman Limited Systems and methods for performing high speed video capture and depth estimation using array cameras
JP6407811B2 (ja) * 2015-07-08 2018-10-17 富士フイルム株式会社 撮像装置および方法
US10482618B2 (en) 2017-08-21 2019-11-19 Fotonation Limited Systems and methods for hybrid depth regularization
JP7326988B2 (ja) * 2019-08-20 2023-08-16 セイコーエプソン株式会社 印刷装置
WO2021055585A1 (en) 2019-09-17 2021-03-25 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for surface modeling using polarization cues
JP7377655B2 (ja) * 2019-09-19 2023-11-10 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法
US11525906B2 (en) 2019-10-07 2022-12-13 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for augmentation of sensor systems and imaging systems with polarization
JP7329143B2 (ja) 2019-11-30 2023-08-17 ボストン ポーラリメトリックス,インコーポレイティド 偏光キューを用いた透明な物体のセグメンテーションのためのシステム及び方法
EP4081933A4 (en) 2020-01-29 2024-03-20 Intrinsic Innovation LLC SYSTEMS AND METHODS FOR CHARACTERIZING OBJECT POSE DETECTION AND MEASUREMENT SYSTEMS
WO2021154459A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for synthesizing data for training statistical models on different imaging modalities including polarized images
CN115087922A (zh) * 2020-02-06 2022-09-20 Lg伊诺特有限公司 相机设备
US11953700B2 (en) 2020-05-27 2024-04-09 Intrinsic Innovation Llc Multi-aperture polarization optical systems using beam splitters
US12020455B2 (en) 2021-03-10 2024-06-25 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for high dynamic range image reconstruction
US12069227B2 (en) 2021-03-10 2024-08-20 Intrinsic Innovation Llc Multi-modal and multi-spectral stereo camera arrays
US11290658B1 (en) 2021-04-15 2022-03-29 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for camera exposure control
US11954886B2 (en) 2021-04-15 2024-04-09 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for six-degree of freedom pose estimation of deformable objects
US12067746B2 (en) 2021-05-07 2024-08-20 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for using computer vision to pick up small objects
US11689813B2 (en) 2021-07-01 2023-06-27 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for high dynamic range imaging using crossed polarizers

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970058004A (ko) * 1995-12-29 1997-07-31 김광호 고밀도 이미지 촬상장치 및 그 신호처리방법
KR20050034550A (ko) * 2003-10-09 2005-04-14 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 화상 판독 장치 및 화상 판독 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3983343B2 (ja) * 1997-05-23 2007-09-26 株式会社リコー 撮像装置
AU4975499A (en) * 1998-07-08 2000-02-01 Bryan Maret Identifying and handling device tilt in a three-dimensional machine-vision image
JP3303865B2 (ja) 1999-11-22 2002-07-22 セイコーエプソン株式会社 画像の変化に応じた発光による画像入力
JP4624604B2 (ja) 2001-07-10 2011-02-02 オリンパス株式会社 画像取得装置
US6950088B2 (en) * 2002-06-17 2005-09-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Synchronizing optical scan and electrical addressing of a single-panel, scrolling color LCD system
US7554587B2 (en) * 2003-03-11 2009-06-30 Fujifilm Corporation Color solid-state image pickup device
JP2005109993A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮影装置
JP2005151351A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Fuji Photo Film Co Ltd 画像読取装置
CN1661806A (zh) * 2004-02-24 2005-08-31 三洋电机株式会社 固体摄像元件和固体摄像元件的制造方法
US7336846B2 (en) * 2004-03-02 2008-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for processing images using black character substitution
US20050225812A1 (en) * 2004-04-08 2005-10-13 Bledsoe J D Two-dimensional CMOS sensor array to image documents and other flat objects
KR100576875B1 (ko) * 2004-10-25 2006-05-10 삼성전기주식회사 초소형 광학계
KR100649022B1 (ko) * 2004-11-09 2006-11-28 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서의 제조방법
JP4865267B2 (ja) * 2005-07-14 2012-02-01 富士フイルム株式会社 固体撮像装置及び内視鏡
US20070086067A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Fujifilm Corporation Imaging apparatus having output circuits selectably operative dependant upon usage and a method therefor
US7808540B2 (en) * 2007-01-09 2010-10-05 Eastman Kodak Company Image capture and integrated display apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970058004A (ko) * 1995-12-29 1997-07-31 김광호 고밀도 이미지 촬상장치 및 그 신호처리방법
KR20050034550A (ko) * 2003-10-09 2005-04-14 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 화상 판독 장치 및 화상 판독 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20080007804A1 (en) 2008-01-10
JP2008017486A (ja) 2008-01-24
KR20080004769A (ko) 2008-01-10
CN101102388A (zh) 2008-01-09
CN101102388B (zh) 2011-05-18
US7821680B2 (en) 2010-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100793369B1 (ko) 분해능이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지감지 방법
US10658405B2 (en) Solid-state image sensor, electronic apparatus, and imaging method
US10412349B2 (en) Image sensor including phase detection pixel
KR100821346B1 (ko) 화질이 향상되는 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지 감지방법
US20130293752A1 (en) Exposure time selection using stacked-chip image sensors
KR100477784B1 (ko) 트렌치 내부의 공기로 이루어지는 집광층을 구비하는이미지 센서 및 그 제조 방법
US10070085B2 (en) Image sensors and image capturing apparatus including the same
US20220181372A1 (en) Image sensor including auto-focus pixels
CN114257766A (zh) 图像感测装置
CN113824906A (zh) 图像感测装置
JP4609092B2 (ja) 物理情報取得方法および物理情報取得装置
JP2011100894A (ja) 光電変換膜積層型撮像素子及びその製造方法
US12051708B2 (en) Image sensing device
US11671722B2 (en) Image sensing device
KR101016898B1 (ko) 구형 이미지 센서
US20240031698A1 (en) Image sensor including phase detection pixels
US11678071B2 (en) Image sensing device for acquiring a light field image
JP2022184811A (ja) イメージセンサ
KR20220139740A (ko) 오토 포커스 픽셀을 포함하는 이미지 센서
KR20100057988A (ko) 이미지 센서의 분석 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130102

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191226

Year of fee payment: 13