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색분리 렌즈 어레이를 적용한 영상 획득 장치 및 방법

  • 기술번호 : KST2022011113
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 영상 획득 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 영상 획득 장치는 광을 센싱하는 복수의 광감지셀을 포함하는 센서 기판, 센서 기판 전단에 배치되는 것으로, 복수의 광감지셀과 각각 마주하는 복수의 영역에 서로 인접하는 광감지셀에 서로 다른 파장의 광을 집광시키는 위상 분포를 형성하는 미소 구조를 구비하여 입사광을 칼라에 따라 분리하는 색분리 렌즈 어레이를 포함하는 이미지 센서와, 신호 처리부를 포함한다. 신호 처리부는 복수의 광감지셀의 센싱 신호에 대해 서브-이미지 도메인에서 블러 현상을 극복하도록 디컨벌루션을 수행하고, 서브-샘플링된 영상을 전체 해상도를 갖는 영상으로 복원하는 디모자이킹을 수행하며, 색분리 렌즈 어레이의 PSF를 이용하여 컬러를 보정하여 컬러 영상을 형성하도록 이미지 센서에서 획득된 칼라별 영상 신호를 처리한다.
Int. CL H04N 9/04 (2006.01.01) H04N 9/73 (2006.01.01) G06T 3/40 (2006.01.01) G06T 5/00 (2019.01.01)
CPC H04N 9/0455(2013.01) H04N 9/735(2013.01) H01L 27/14627(2013.01) H01L 27/14645(2013.01) G06T 3/4007(2013.01) G06T 5/003(2013.01) G06T 3/4015(2013.01) G06T 3/4053(2013.01)
출원번호/일자 1020200149592 (2020.11.10)
출원인 삼성전자주식회사, 연세대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0063575 (2022.05.17) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 N
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 삼성전자주식회사 대한민국 경기도 수원시 영통구
2 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이상윤 대한민국 경기도 용인시 수지구
2 강문기 서울특별시 강남구
3 윤석호 대한민국 경기도 수원시 영통구
4 김종현 경기도 고양시 덕양구
5 정경훈 서울특별시 송파구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 리앤목특허법인 대한민국 서울 강남구 언주로 **길 **, *층, **층, **층, **층(도곡동, 대림아크로텔)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2020.11.10 수리 (Accepted) 1-1-2020-1202590-05
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
광을 센싱하는 복수의 광감지셀을 포함하는 센서 기판, 상기 센서 기판 전단에 배치되는 것으로, 상기 복수의 광감지셀과 각각 마주하는 복수의 영역에 서로 인접하는 광감지셀에 서로 다른 파장의 광을 집광시키는 위상 분포를 형성하는 미소 구조를 구비하여 입사광을 칼라에 따라 분리하는 색분리 렌즈 어레이를 포함하는 이미지 센서와;상기 복수의 광감지셀의 센싱 신호에 대해 서브-이미지 도메인에서 블러 현상을 극복하도록 디컨벌루션을 수행하고, 서브-샘플링된 영상을 전체 해상도를 갖는 영상으로 복원하는 디모자이킹을 수행하며, 상기 색분리 렌즈 어레이의 PSF를 이용하여 컬러를 보정하여 상기 이미지 센서에서 획득된 칼라별 영상 신호를 처리하는 신호 처리부;를 포함하는 영상 획득 장치
2 2
제1항에 있어서, 상기 신호처리부는, 상기 디모자이킹동안 레벨 밸런스를 추가적으로 적용하는 영상 획득 장치
3 3
제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 색분리 렌즈 어레이의 PSF를 이용하여 추정된 블러 커널을 상기 디컨벌루션 수행에 적용하여 공간해상도를 향상시키는 영상 획득 장치
4 4
제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 색분리 렌즈 어레이의 PSF를 이용하여 구성된 컬러 보정 매트릭스를 이용하여 컬러 보정을 수행하는 영상 획득 장치
5 5
제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는, 상기 디모자이킹 후 상기 컬러 보정 전에 화이트 밸런스 과정을 추가적으로 수행하는 영상 획득 장치
6 6
제1항에 있어서, 상기 신호 처리부의 디컨벌루션은 주변 화소에서 컨벌루션된 정보를 소거하도록 이루어지는 영상 획득 장치
7 7
제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는, 상기 이미지 센서의 로직(Logic)에 구비되거나, 컴패니언 칩(companion chip)으로 마련되는 영상 획득 장치
8 8
제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는 베이어 패턴 배열을 가지며, 상기 신호 처리부는, 베이어 패턴 배열의 칼라별 영상을 얻으며, 얻어진 칼라별 영상을 이용하여 칼라 영상을 형성하는 영상 획득 장치
9 9
제8항에 있어서, 상기 신호 처리부는 얻어진 칼라별 영상을 이용하여 칼라 영상을 구성하도록, 각 색상의 비어있는 화소의 색상값을 주변 화소의 색상값을 이용하여 보간하여 칼라 영상을 형성하는 영상 획득 장치
10 10
제1항에 있어서, 상기 색분리 렌즈 어레이는 소정 화소에 해당하는 광성분에 더하여 주변 화소에서의 상기 광성분을 상기 소정 화소로 집광시키는 영상 획득 장치
11 11
제1항에 있어서, 상기 센서 기판은 복수의 제1 광감지셀 및 복수의 제2광감지셀을 포함하며,상기 색분리 렌즈 어레이는,상기 복수의 제1광감지셀에 각각 대응하며, 제1미소 구조를 갖는 복수의 제1영역;상기 복수의 제2광감지셀에 각각 대응하며며, 제2미소 구조를 갖는 복수의 제2영역;을 포함하며,상기 제1 미소 구조와 제2 미소 구조는, 상기 색분리 렌즈 어레이에 입사하는 입사광 중에서 서로 다른 제1 파장의 광과 제2 파장의 광이 서로 다른 방향으로 분기되어 각각 제1 광감지셀 및 제2 광감지셀에 집광되는 위상 분포를 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 통과한 위치에서 형성하는 영상 획득 장치
12 12
제11항에 있어서, 상기 제1 미소 구조와 제2 미소 구조는, 상기 색분리 렌즈 어레이를 통과한 직후의 위치에서 제1 파장의 광이 상기 제1 광감지셀의 중심부에서 2Nπ, 상기 제2 광감지셀의 중심부에서 (2N-1)π의 위상 분포를 형성하며, 여기서 N은 0보다 큰 정수이고,상기 색분리 렌즈 어레이를 통과한 직후의 위치에서 제2 파장의 광이 상기 제1 광감지셀의 중심부에서 (2M-1)π, 상기 제2 광감지셀의 중심부에서는 2Mπ의 위상 분포를 형성하며, 여기서 M은 0보다 큰 정수인 영상 획득 장치
13 13
제11항에 있어서, 상기 센서 기판은 광을 감지하는 복수의 제3 광감지셀 및 복수의 제4 광감지셀을 더 포함하며,상기 색분리 렌즈 어레이는 상기 복수의 제3 광감지셀에 각각 대응하며 제3 미소 구조를 갖는 복수의 제3 영역, 및 상기 복수의 제4 광감지셀에 각각 대응하며 제4 미소 구조를 갖는 복수의 제4 영역을 포함하고,상기 센서 기판은 상기 제1 내지 제4 광감지셀을 포함하는 단위 화소의 어레이를 포함하는 영상 획득 장치
14 14
제13항에 있어서, 상기 제1 미소 구조 내지 제4 미소 구조는, 상기 색분리 렌즈 어레이에 입사하는 입사광 중에서 서로 다른 제1 파장 내지 제3 파장의 광이 서로 다른 방향으로 분기되어 제1 파장의 광이 상기 제1 광감지셀과 상기 제4 광감지셀에 집광되고, 제2 파장의 광이 상기 제2 광감지셀에 집광되고, 제3 파장의 광이 상기 제3 광감지셀에 집광되는 위상 분포를 상기 제1 영역 내지 상기 제4 영역을 통과한 위치에서 형성하는 영상 획득 장치
15 15
제14항에 있어서, 상기 제1 미소 구조 내지 제4 미소 구조는, 상기 색분리 렌즈 어레이를 통과한 직후의 위치에서, 제1 파장의 광이 상기 제1 광감지셀의 중심부와 상기 제4 광감지셀의 중심부에서 2Nπ, 상기 제2 광감지셀의 중심부와 상기 제3 광감지셀의 중심부에서 (2N-1)π의 위상 분포를 형성하며, 제2 파장의 광이 상기 제1 광감지셀의 중심부, 및 상기 제4 광감지셀의 중심부에서 (2M-1)π, 상기 제2 광감지셀의 중심부에서는 2Mπ, 상기 제3 광감지셀의 중심부에서 (2M-2)π보다 크고 (2M-1)π보다 작은 위상 분포를 형성하며, 제3 파장의 광이 상기 제1 광감지셀의 중심부, 및 상기 제4 광감지셀의 중심부에서 (2L-1)π, 상기 제3 광감지셀의 중심부에서는 2Lπ, 상기 제2 광감지셀의 중심부에서 (2L-2)π보다 크고 (2L-1)π보다 작은 위상 분포를 형성하며, 여기서 N, M, 및 L은 0보다 큰 정수인 영상 획득 장치
16 16
제14항에 있어서, 상기 제1 내지 제4영역의 제1 미소 구조 내지 제4 미소 구조는 복수의 나노포스트를 포함하며, 상기 제1 내지 제4 영역은 상기 나노포스트들의 형상, 크기, 배열 중 적어도 하나가 서로 다른 영상 획득 장치
17 17
제16항에 있어서, 상기 이미지 센서는, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소를 포함하는 단위 화소가 반복 배열된 화소 배열 구조를 가지며,상기 제1 영역 내지 제4 영역 중에서 녹색 화소에 대응하는 영역에 구비된 나노포스트는 제1 방향 및 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 서로 다른 분포 규칙을 가지며,상기 제1 영역 내지 제4 영역 중에서 청색 화소 및 적색 화소에 대응하는 영역에 구비된 나노포스트는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 대칭적인 분포 규칙을 가지는 영상 획득 장치
18 18
제13항에 있어서, 상기 복수의 영역의 미소 구조는, 복수의 나노포스트를 포함하며,상기 복수의 영역 중 녹색 화소에 대응하는 영역에 구비된 나노포스트는 상기 제1방향 및 상기 제2방향을 따라 서로 다른 분포 규칙을 가지며, 상기 복수의 영역 중 청색 화소 및 적색 화소에 대응하는 영역에 구비된 나노포스트는 상기 제1방향 및 상기 제2방향을 따라 대칭적인 분포 규칙을 가지는 영상 획득 장치
19 19
제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는,네 개의 사분 영역(quadrant region)이 각각 청색 화소, 녹색 화소, 적색 화소, 녹색 화소로 구성되는 단위 화소가 제1방향 및 제2방향을 따라 이차원적으로 반복 배열된 베이어 패턴 구조를 가지는 영상 획득 장치
20 20
제19항에 있어서, 상기 복수의 영역의 미소 구조는, 복수의 나노포스트를 포함하며, 상기 복수의 나노포스트 중, 상기 복수의 영역 중 녹색 화소에 대응하는 영역에 구비된 나노포스트는, 중심부에 배치된 나노포스트가 다른 칼라의 화소에 대응하는 영역에 구비된 나노포스트보다 큰 단면적을 가지며, 주변부에 배치된 나노포스트가 중심부에 배치된 나노포스트보다 단면적이 작은 영상 획득 장치
21 21
청구항 1항 내지 20항 중 어느 한 항의 영상 획득 장치의 이미지 센서로 칼라별 로우 영상을 얻는 단계;상기 이미지 센서의 복수의 광감지셀의 센싱 신호에 대해 서브-이미지 도메인에서 블러 현상을 극복하도록 디컨벌루션을 수행하는 단계;서브-샘플링된 영상을 전체 해상도를 갖는 영상으로 복원하는 디모자이킹을 수행하는 단계;상기 색분리 렌즈 어레이의 PSF를 이용하여 컬러를 보정하는 단계;를 포함하여, 상기 이미지 센서에서 획득된 칼라별 영상 신호 처리하여 칼라 영상을 형성하는 포함하는 영상 획득 방법
22 22
제21항에 있어서, 상기 칼라별 로우 영상은 베이어 패턴 배열을 가지는 영상 획득 방법
23 23
피사체에 대한 영상 정보를 획득하는 청구항 1항 내지 20항 중 어느 한 항의 영상 획득 장치; 및상기 영상 획득 장치로부터 제공된 영상 정보에 대해 영상 처리를 수행하는 프로세서;를 포함하는 전자 장치
24 24
제23항에 있어서, 상기 전자 장치는 스마트 폰(smart phone), 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱(laptop), 태블릿, PC(personal computer) 인, 전자 장치
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