KR102409389B1 - 색분리 소자를 포함하는 이미지 센서 - Google Patents
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Abstract
색분리 소자를 이용하여 광 이용 효율이 향상된 이미지 센서를 개시한다. 개시된 이미지 센서는, 다수의 제 1 화소와 다수의 제 2 화소들이 번갈아 배열된 제 1 화소행 및 다수의 제 2 화소와 다수의 제 3 화소들이 번갈아 배열된 제 2 화소행을 포함하는 화소 어레이, 상기 제 2 화소와 대향하도록 배치된 색분리 소자, 및 상기 제 1 화소 위에 배치되어 제 1 파장 대역의 빛만을 투과시키는 컬러 필터를 포함할 수 있다.
Description
개시된 실시예들은 색분리 소자를 포함하는 이미지 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 색분리 소자를 이용하여 광 이용 효율이 향상된 이미지 센서에 관한 것이다.
컬러 디스플레이 장치나 컬러 이미지 센서는 통상적으로 컬러 필터를 이용하여 다양한 색의 영상을 표시하거나 또는 입사광의 색을 감지하고 있다. 현재 사용되는 컬러 디스플레이 장치나 컬러 이미지 센서는, 예를 들어, 4개의 화소 중에서 2개의 화소에는 녹색 필터가 배치되고, 나머지 2개의 화소에는 청색 필터와 적색 필터가 배치되는 RGB 컬러 필터 방식을 가장 많이 채택하고 있다. 또한, RGB 컬러 필터 방식 외에도, 보색 관계에 있는 사이안, 옐로우, 그린, 마젠타의 컬러 필터가 4개의 화소에 각각 배치되는 CYGM 컬러 필터 방식이 채택되기도 한다.
그런데, 컬러 필터는 해당 색의 빛을 제외한 나머지 색의 빛을 흡수하기 때문에 광 이용 효율이 저하될 수 있다. 예를 들어, RGB 컬러 필터를 사용하는 경우, 입사광의 1/3만을 투과시키고 나머지 2/3는 흡수하여 버리게 되므로 광 이용 효율이 약 33% 정도에 불과하다. 따라서, 컬러 디스플레이 장치나 컬러 이미지 센서의 경우, 대부분의 광 손실이 컬러 필터에서 발생하게 된다.
최근에는 컬러 디스플레이 장치나 컬러 이미지 센서의 광 이용 효율을 향상시키기 위하여, 컬러 필터 대신에 색분리 소자를 이용하는 시도가 이루어지고 있다. 색분리 소자는 파장에 따라 다른 빛의 회절 또는 굴절 특성을 이용하여 입사광의 색을 분리하고, 색분리 소자에 의해 분리된 색들은 각각의 대응하는 화소에 전달될 수 있다.
색분리 소자를 이용하여 광 이용 효율이 향상된 이미지 센서를 제공한다.
일 실시예에 따른 이미지 센서는, 다수의 제 1 화소와 다수의 제 2 화소들이 번갈아 배열된 제 1 화소행 및 다수의 제 2 화소와 다수의 제 3 화소들이 번갈아 배열된 제 2 화소행을 포함하는 화소 어레이; 상기 제 2 화소와 대향하도록 배치된 것으로, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 아래 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 양쪽 측면 방향으로 진행시키도록 구성된 제 1 색분리 소자; 및 상기 제 1 화소 위에 배치된 것으로 제 1 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 1 컬러 필터;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛은 상기 제 2 화소에 입사하며, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛 중에서 제 1 측면 방향으로 진행하는 빛은 제 1 컬러 필터에 입사하고, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛 중에서 제 2 측면 방향으로 진행하는 빛은 상기 제 3 화소에 입사할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 제 1 화소에 입사하는 제 1 파장 대역의 빛, 상기 제 2 화소에 입사하는 제 2 파장 대역의 빛, 및 상기 제 3 화소에 입사하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 이용하여, 제 1 내지 제 3 파장 대역의 빛의 세기를 계산하도록 구성될 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 제 2 화소 위에 배치된 것으로 제 2 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 제 1 화소 위에 배치된 것으로 제 3 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 3 컬러 필터를 더 포함할 수 있으며, 상기 제 1 컬러 필터와 제 3 컬러 필터는 상기 다수의 제 1 화소들 위에 각각 하나씩 번갈아 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 이미지 센서는 상기 제 1 컬러 필터를 투과하여 상기 제 1 화소에 입사하는 제 1 파장 대역의 빛, 상기 제 3 컬러 필터를 투과하여 상기 제 1 화소에 입사하는 제 3 파장 대역의 빛, 상기 제 2 화소에 입사하는 제 2 파장 대역의 빛, 및 상기 제 3 화소에 입사하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 이용하여, 제 1 내지 제 3 파장 대역의 빛의 세기를 계산하도록 구성될 수 있다.
인접하여 배치된 2개의 제 1 색분리 소자는 서로에 대해 90도 방향으로 회전될 수 있다.
상기 제 1 화소행의 제 2 화소와 상기 제 2 화소행의 제 2 화소가 제 1 대각선 방향으로 배열되어 있으며, 상기 제 1 화소와 제 3 화소가 상기 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제 1 색분리 소자는 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 배향될 수 있다.
상기 제 1 색분리 소자는 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는, 상기 제 1 화소 및 제 3 화소와 각각 대향하도록 배치된 것으로, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 양쪽 측면 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 아래 방향으로 진행시키도록 구성된 제 2 색분리 소자를 더 포함할 수 있다.
인접하여 배치된 제 1 색분리 소자와 제 2 색분리 소자는 서로에 대해 90도 방향으로 회전될 수 있다.
상기 제 1 화소행의 제 2 화소와 상기 제 2 화소행의 제 2 화소가 제 1 대각선 방향으로 배열되어 있으며 상기 제 1 화소와 제 3 화소가 상기 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 색분리 소자는 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 배향될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 색분리 소자는 각각 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 화소 어레이 위에 배치된 투명 유전체층을 더 포함하며, 상기 제 1 색분리 소자는 상기 투명 유전체층 내에 매립되어 고정될 수 있다.
상기 제 1 컬러 필터는 상기 화소 어레이와 상기 투명 유전체층 사이에 배치될 수 있다.
다른 실시예에 따른 이미지 센서는, 다수의 제 1 화소와 다수의 제 2 화소들이 번갈아 배열된 제 1 화소행 및 다수의 제 2 화소와 다수의 제 3 화소들이 번갈아 배열된 제 2 화소행을 포함하는 화소 어레이; 상기 제 1 화소 및 제 3 화소와 각각 대향하도록 배치된 것으로, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 양쪽 측면 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 아래 방향으로 진행시키도록 구성된 색분리 소자; 및 상기 제 1 화소 위에 배치된 것으로 제 1 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 1 컬러 필터;를 포함할 수 있다.
상기 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛은 상기 제 2 화소에 입사하며, 상기 제 1 화소에 대향하는 색분리 소자에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛은 제 1 컬러 필터에 입사하고, 상기 제 3 화소에 대향하는 색분리 소자에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛은 상기 제 3 화소에 입사할 수 있다.
개시된 실시예에 따르면, 색분리 소자를 이용하여 광 이용 효율이 향상된 이미지 센서를 제공할 수 있다. 또한, 개시된 실시예에 따른 이미지 센서는 광 손실을 줄이기 위하여 컬러 필터의 사용을 최소화하면서도 우수한 색 순도를 달성할 수 있다. 따라서, 개시된 실시예에 따른 이미지 센서는 높은 감도와 우수한 색 순도를 동시에 달성할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 1 화소행의 A-A' 라인을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 2 화소행의 B-B' 라인을 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 색분리 소자에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 이미지 센서의 각각의 화소들에서 얻은 광량 정보를 이용하여 계산된 입사광의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 이미지 센서의 제 1 화소행의 A-A' 라인을 따른 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 이미지 센서의 제 2 화소행의 B-B' 라인을 따른 단면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 색분리 소자에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 2개의 색분리 소자에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 12 내지 도 25는 또 다른 다양한 실시예들에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 1 화소행의 A-A' 라인을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 2 화소행의 B-B' 라인을 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 색분리 소자에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 이미지 센서의 각각의 화소들에서 얻은 광량 정보를 이용하여 계산된 입사광의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 이미지 센서의 제 1 화소행의 A-A' 라인을 따른 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 이미지 센서의 제 2 화소행의 B-B' 라인을 따른 단면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 색분리 소자에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 2개의 색분리 소자에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 12 내지 도 25는 또 다른 다양한 실시예들에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 색분리 소자를 포함하는 이미지 센서에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한 이하에서 설명하는 층 구조에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 표현은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도로서, 이미지 센서의 화소 어레이의 한 단위의 2×2 패턴을 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 이미지 센서는 제 1 대각선 방향으로 배열된 제 1 화소(110a)와 제 3 화소(110c) 및 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열된 2개의 제 2 화소(110b)를 구비하는 화소 어레이를 포함할 수 있다. 도 1에는 편의상 한 단위의 2×2 패턴만이 도시되어 있지만, 이미지 센서는 2차원 배열된 다수의 2×2 패턴들을 포함하는 화소 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서는 다수의 제 2 화소(110b)와 다수의 제 1 화소(110a)들이 가로 방향으로 번갈아 배열된 제 1 화소행(P1)과 다수의 제 3 화소(110c)와 다수의 제 2 화소(110b)들이 가로 방향으로 번갈아 배열된 제 2 화소행(P2)을 포함할 수 있다. 그리고, 다수의 제 1 화소행(P1)들과 다수의 제 2 화소행(P2)들이 세로 방향으로 번갈아 배열될 수 있다.
또한, 이미지 센서는 제 1 및 제 2 화소행(P1, P2) 내의 제 2 화소(110b)들에 대향하여 배치된 제 1 색분리 소자(131)를 포함할 수 있다. 제 1 색분리 소자(131)는 입사광을 파장에 따라 분리하여 상이한 파장 대역의 빛이 상이한 경로로 진행하도록 하는 역할을 한다. 이러한 제 1 색분리 소자(131)는 파장에 따라 달라지는 빛의 회절 또는 굴절 특성을 이용하여 입사광의 파장에 따라 빛의 진형 경로를 바꿈으로써 색을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 색분리 소자(131)는 투명한 대칭 또는 비대칭 구조의 막대 형태, 또는 경사면을 갖는 프리즘 형태 등과 같은 매우 다양한 형태가 공지되어 있으며, 출사광의 소망하는 스펙트럼 분포에 따라 다양한 설계가 가능하다.
도 2는 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 1 화소행(P1)의 A-A' 라인을 따른 단면도이다. 도 2를 참조하면, 이미지 센서의 제 1 화소행(P1)은 입사광의 세기를 전기적인 신호로 변환하는 광센싱층(110), 광센싱층(110) 위에 배치되어 소망하는 파장 대역의 빛만을 투과시키는 컬러 필터층(120), 컬러 필터층(120) 위에 배치된 투명 유전체층(130), 투명 유전체층(130) 내에 매립되어 고정된 제 1 색분리 소자(131), 및 투명 유전체층(130) 위에 배치된 마이크로 렌즈(140)를 포함할 수 있다. 제 1 화소행(P1)의 광센싱층(110)에는 제 2 화소(110b)와 제 1 화소(110a)가 번갈아 배열될 수 있다. 컬러 필터층(120)은 제 1 화소(110a) 위에 배치되어 제 1 파장 대역의 빛(C1)만을 투과시키는 제 1 컬러 필터(121)를 포함할 수 있다. 필요에 따라서는, 컬러 필터층(120)은 제 2 화소(110b) 위에 배치되어 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)를 추가적으로 포함할 수도 있지만, 제 2 컬러 필터(122)는 생략될 수도 있다.
광센싱층(110)은 입사광의 광량을 감지할 수 있는 반도체 집적 회로로 구성될 수 있다. 이러한 광센싱층(110)은 제 1 화소(110a) 및 제 2 화소(110b)들에 각각 대응하는 다수의 셀들로 분할될 수 있다. 마이크로 렌즈(140)는 입사광을 제 1 색분리 소자(131)에 집중시키도록 빛을 모으는 역할을 할 수 있다. 그러나, 마이크로 렌즈(140)의 배치는 선택적이며, 제 1 색분리 소자(131)의 색분리 효율이 충분히 높다면 마이크로 렌즈(140)는 생략될 수도 있다.
입사광을 충분히 회절 및 굴절시키기 위하여, 제 1 색분리 소자(131)는 주위의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 즉, 제 1 색분리 소자(131)의 굴절률은 주위의 투명 유전체층(130)의 굴절률보다 높을 수 있다. 예를 들어, 투명 유전체층(130)은 SiO2나 실란올계 유리(SOG; siloxane-based spin on glass)로 이루어질 수 있으며, 제 1 색분리 소자(131)는 TiO2, SiN3, ZnS, ZnSe, Si3N4 등과 같은 고굴절률 재료로 이루어질 수 있다. 제 1 색분리 소자(131)의 구체적인 형태와 재료는 소망하는 색분리 특성에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 색분리 소자(131)는 제 2 화소(110b)와 대향하여 배치될 수 있다. 제 1 색분리 소자(131)는, 예를 들어, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 1 색분리 소자(131)의 바로 아래 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 1 색분리 소자(131)의 양쪽 측면 방향으로 경사지게 진행시키도록 구성될 수 있다. 그러면, 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 제 1 색분리 소자(131)의 바로 아래에 있는 제 2 화소(110b)로 진행할 수 있다. 그리고, 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 제 2 화소(110b)의 양측에 있는 제 1 화소(110a)로 진행할 수 있다.
따라서, 제 2 화소(110b)에는 제 2 파장 대역의 빛(C2)만이 입사하기 때문에 광센싱층(110)이 제 2 화소(110b)에 입사하는 빛의 광량을 측정함으로써 입사광 중의 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 양을 알 수 있다. 색 순도를 더 향상시키기 위하여 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)를 제 2 화소(110b) 위에 배치할 수도 있지만, 제 1 색분리 소자(131)의 색 분리 성능이 충분하다면 제 2 컬러 필터(122)는 생략될 수 있다. 한편, 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 제 1 화소(110a) 위에 배치된 제 1 컬러 필터(121)에 입사한다. 제 1 컬러 필터(121)는 제 3 파장 대역의 빛(C3)을 차단하고 제 1 파장 대역의 빛(C1)만을 투과시키기 때문에, 제 1 화소(110a)에는 제 1 파장 대역의 빛(C1)만이 입사할 수 있다. 따라서, 제 1 화소(110a)에 입사하는 빛의 광량을 광센싱층(110)이 측정함으로써 입사광 중의 제 1 파장 대역의 빛(C1)의 양을 알 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 2 화소행(P2)의 B-B' 라인을 따른 단면도이다. 도 3을 참조하면, 이미지 센서의 제 2 화소행(P2)은 입사광의 세기를 전기적인 신호로 변환하는 광센싱층(110), 광센싱층(110) 위에 배치되어 소망하는 파장 대역의 빛만을 투과시키는 컬러 필터층(120), 컬러 필터층(120) 위에 배치된 투명 유전체층(130), 투명 유전체층(130) 내에 매립되어 고정된 제 1 색분리 소자(131), 및 투명 유전체층(130) 위에 배치된 마이크로 렌즈(140)를 포함할 수 있다. 제 2 화소행(P2)의 광센싱층(110)에는 제 3 화소(110c)와 제 2 화소(110b)가 번갈아 배열될 수 있다. 도 3의 컬러 필터층(120)은 도 2에 도시된 컬러 필터층(120)과 동일한 층이지만, 제 2 화소행(P2)의 컬러 필터층(120)에는 어떠한 컬러 필터도 배치되지 않을 수 있다. 필요에 따라, 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)가 제 2 화소(110b) 위에 배치될 수도 있지만, 제 2 컬러 필터(122)는 생략될 수도 있다. 반면, 제 3 화소(110c) 위에는 어떠한 컬러 필터도 배치되지 않을 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 화소행(P2)에서도 제 1 색분리 소자(131)는 제 2 화소(110b)와 대향하여 배치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제 1 색분리 소자(131)는 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 1 색분리 소자(131)의 바로 아래 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 1 색분리 소자(131)의 양쪽 측면 방향으로 경사지게 진행시키도록 구성될 수 있다. 그러면, 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 제 1 색분리 소자(131)의 바로 아래에 있는 제 2 화소(110b)로 진행할 수 있다. 그리고, 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 제 2 화소(110b)의 양측에 있는 제 3 화소(110c)로 진행할 수 있다.
따라서, 제 2 화소(110b)에는 제 2 파장 대역의 빛(C2)만이 입사하기 때문에 광센싱층(110)이 제 2 화소(110b)에 입사하는 빛의 광량을 측정함으로써 입사광 중의 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 양을 알 수 있다. 색 순도를 더 향상시키기 위하여 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)를 제 2 화소(110b) 위에 배치할 수도 있지만, 제 1 색분리 소자(131)의 색 분리 성능이 충분하다면 제 2 컬러 필터(122)는 생략될 수 있다. 한편, 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 컬러 필터를 거치지 않고 그대로 제 3 화소(110c)에 입사할 수 있다. 따라서, 제 3 화소(110c)에 입사하는 빛의 광량을 광센싱층(110)이 측정함으로써 입사광 중의 제 1 파장 대역의 빛(C1)의 양과 제 3 파장 대역의 빛(C3)의 양의 합을 알 수 있다.
예컨대, 제 1 파장 대역의 빛(C1)은 적색광이고, 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 녹색 광이며, 제 3 파장 대역의 빛(C3)은 청색광일 수 있다. 그러면, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 마젠타(magenta) 광일 수 있다. 도 4는 이 경우에 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프로서, 가로축은 파장(nm)을 나타내며 세로축은 규준화된 광 세기를 나타낸다. 도 4에서, "A"로 표시된 그래프는 제 1 색분리 소자(131)의 양쪽 측면 방향으로 경사지게 진행하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)의 스펙트럼을 나타내며, "B"로 표시된 그래프는 제 1 색분리 소자(131)의 바로 아래 방향으로 진행하는 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 스펙트럼을 나타낸다. 도 4는 제 1 색분리 소자(131)에 백색광이 입사하는 것을 가정한 것이며, 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 빛의 실질적인 스펙트럼 분포는 입사광의 특성에 따라 달라질 수 있다.
이러한 실시예에서, 제 1 화소행(P1) 및 제 2 화소행(P2)에 배치된 제 2 화소(110b)에는 도 4의 "B"로 표시된 그래프와 같은 스펙트럼 분포를 갖는 빛이 입사할 수 있다. 즉, 제 2 화소(110b)에는 녹색광이 입사하므로, 제 2 화소(110b)는 입사광 중에서 녹색광의 광량을 감지할 수 있다. 한편, 제 1 화소행(P1)에 배치된 제 1 화소(110a) 및 제 2 화소행(P2)에 배치된 제 3 화소(110c)에는 도 4의 "A"로 표시된 그래프와 같은 스펙트럼 분포를 갖는 빛이 입사할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 3 화소(110a, 110c)에는 마젠타 광이 입사할 수 있다. 그런데, 제 1 화소행(P1)에 배치된 제 1 화소(110a) 위에는 적색광만 투과시키는 제 1 컬러 필터(121)가 배치되어 있으므로, 제 1 화소(110a)는 입사광 중에서 적색광의 광량을 감지할 수 있다. 반면, 제 2 화소행(P2)에 배치된 제 3 화소(110c)에는 컬러 필터가 배치되어 있지 않기 때문에, 제 3 화소(110c)는 입사광 중에서 적색광의 광량과 청색광의 광량을 모두 감지할 수 있다.
따라서, 이미지 센서의 영상 신호 처리 프로세서(도시되지 않음)는 제 1 화소(110a)에서 감지된 적색광의 광량, 제 2 화소(110b)에서 감지된 녹색광의 광량, 및 제 3 화소(110c)에서 감지된 마젠타 광의 광량을 이용하여, 입사광 중의 적색광, 녹색광 및 청색광 성분을 정확하게 계산할 수 있다. 특히, 제 3 화소(110c)에서는 적색광에 대한 정보와 청색광에 대한 정보를 모두 얻을 수 있으므로, 입사광에 포함된 적색광, 녹색광 및 청색광 성분에 대한 정보를 더욱 정확하게 추출할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 이미지 센서는 우수한 색 순도를 달성할 수 있다. 또한, 제 1 색분리 소자(131)를 이용하여 입사광의 색을 분리하고 단지 하나의 컬러 필터만을 사용하기 때문에, 광 손실을 최소화할 수 있으며 광 이용 효율이 향상될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 이미지 센서는 높은 감도와 우수한 색 순도를 동시에 달성할 수 있다.
예를 들어, 도 5는 도 1에 도시된 이미지 센서의 각각의 화소들에서 얻은 광량 정보를 이용하여 계산된 입사광의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다. 여기서 입사광은 백색광인 것으로 가정하였다. 도 5에서 "R"로 표시된 실선 그래프는 적색광의 스펙트럼 분포를 나타내고 "G"로 표시된 실선 그래프는 녹색광의 스펙트럼 분포를 나타내며 "B"로 표시된 실선 그래프는 청색광의 스펙트럼 분포를 나타낸다. 도 5에서는 비교를 위하여 컬러 필터를 이용한 통상적인 이미지 센서에서 얻은 입사광의 스펙트럼 분포를 함께 표시하고 있다. 예를 들어, 도 5에서 "R'"로 표시된 점선 그래프는 통상적인 이미지 센서에서 얻은 적색광의 스펙트럼 분포를 나타내고 "G'"로 표시된 점선 그래프는 통상적인 이미지 센서에서 얻은 녹색광의 스펙트럼 분포를 나타내며 "B'"로 표시된 점선 그래프는 통상적인 이미지 센서에서 얻은 청색광의 스펙트럼 분포를 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 이미지 센서의 경우 광 손실이 거의 없기 때문에 통상적인 이미지 센서보다 높은 감도를 달성할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 6을 참조하면, 이미지 센서는 다수의 제 2 화소(110b)와 다수의 제 1 화소(110a)들이 가로 방향으로 번갈아 배열된 제 1 화소행(P1) 및 다수의 제 3 화소(110c)와 다수의 제 2 화소(110b)들이 가로 방향으로 번갈아 배열된 제 2 화소행(P2)을 포함할 수 있다. 다수의 제 1 화소행(P1)들과 다수의 제 2 화소행(P2)들은 세로 방향으로 번갈아 배열될 수 있다. 제 1 화소(110a)와 제 3 화소(110c)는 제 1 대각선 방향으로 배열될 수 있으며 제 1 및 제 2 화소행(P1, P2)에 각각 배치된 2개의 제 2 화소(110b)는 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 화소행(P1, P2)에 배치된 제 1 화소(110a) 및 제 3 화소(110c)와 2개의 제 2 화소(110b)가 한 단위의 2×2 패턴을 형성할 수 있으며, 이미지 센서의 화소 어레이는 2차원 배열된 다수의 2×2 패턴들을 포함할 수 있다. 또한, 이미지 센서는 제 1 화소(110a) 및 제 3 화소(110c)에 각각 대향하여 배치된 제 2 색분리 소자(132)를 포함할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 이미지 센서의 제 1 화소행(P1)의 A-A' 라인을 따른 단면도이다. 도 7을 참조하면, 이미지 센서의 제 1 화소행(P1)은 입사광의 세기를 전기적인 신호로 변환하는 광센싱층(110), 광센싱층(110) 위에 배치되어 소망하는 파장 대역의 빛만을 투과시키는 컬러 필터층(120), 컬러 필터층(120) 위에 배치된 투명 유전체층(130), 투명 유전체층(130) 내에 매립되어 고정된 제 2 색분리 소자(132), 및 투명 유전체층(130) 위에 배치된 마이크로 렌즈(140)를 포함할 수 있다. 컬러 필터층(120)은 제 1 화소(110a) 위에 배치되어 제 1 파장 대역의 빛(C1)만을 투과시키는 제 1 컬러 필터(121)를 포함할 수 있다. 필요에 따라, 컬러 필터층(120)은 제 2 화소(110b) 위에 배치되어 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)를 추가적으로 포함할 수도 있지만, 제 2 컬러 필터(122)는 생략될 수도 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 색분리 소자(132)는 제 1 화소(110a)와 대향하여 배치될 수 있다. 제 2 색분리 소자(132)는, 예를 들어, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 2 색분리 소자(132)의 양쪽 측면 방향으로 경사지게 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 2 색분리 소자(132)의 바로 아래 방향으로 진행시키도록 구성될 수 있다. 그러면, 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 제 2 색분리 소자(132)의 바로 아래에 있는 제 1 화소(110a)로 진행할 수 있다. 그리고, 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 제 1 화소(110a)의 양측에 있는 제 2 화소(110b)로 진행할 수 있다.
제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 제 1 화소(110a) 위에 배치된 제 1 컬러 필터(121)에 입사한다. 제 1 컬러 필터(121)는 제 3 파장 대역의 빛(C3)을 차단하고 제 1 파장 대역의 빛(C1)만을 투과시키기 때문에, 제 1 화소(110a)에는 제 1 파장 대역의 빛(C1)만이 입사할 수 있다. 따라서, 제 1 화소(110a)에 입사하는 빛의 광량을 광센싱층(110)이 측정함으로써 입사광 중의 제 1 파장 대역의 빛(C1)의 양을 알 수 있다. 한편, 제 2 화소(110b)에는 제 2 파장 대역의 빛(C2)만이 입사하기 때문에 광센싱층(110)이 제 2 화소(110b)에 입사하는 빛의 광량을 측정함으로써 입사광 중의 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 양을 알 수 있다. 색 순도를 더 향상시키기 위하여 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)를 제 2 화소(110b) 위에 배치할 수도 있지만, 제 2 색분리 소자(132)의 색 분리 성능이 충분하다면 제 2 컬러 필터(122)는 생략될 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 이미지 센서의 제 2 화소행(P2)의 B-B' 라인을 따른 단면도이다. 도 8을 참조하면, 이미지 센서의 제 2 화소행(P2)은 입사광의 세기를 전기적인 신호로 변환하는 광센싱층(110), 광센싱층(110) 위에 배치되어 소망하는 파장 대역의 빛만을 투과시키는 컬러 필터층(120), 컬러 필터층(120) 위에 배치된 투명 유전체층(130), 투명 유전체층(130) 내에 매립되어 고정된 제 2 색분리 소자(132), 및 투명 유전체층(130) 위에 배치된 마이크로 렌즈(140)를 포함할 수 있다. 도 8의 컬러 필터층(120)은 도 7에 도시된 컬러 필터층(120)과 동일한 층이지만, 제 2 화소행(P2)의 컬러 필터층(120)에는 어떠한 컬러 필터도 배치되지 않을 수 있다. 필요에 따라, 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)가 제 2 화소(110b) 위에 배치될 수도 있지만, 제 2 컬러 필터(122)는 생략될 수도 있다. 반면, 제 3 화소(110c) 위에는 어떠한 컬러 필터도 배치되지 않을 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 화소행(P2)에서 제 2 색분리 소자(132)는 제 3 화소(110c)와 대향하여 배치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제 2 색분리 소자(132)는 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 2 색분리 소자(132)의 양쪽 측면 방향으로 경사지게 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 2 색분리 소자(132)의 바로 아래 방향으로 진행시키도록 구성될 수 있다. 그러면, 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 제 2 색분리 소자(132)의 바로 아래에 있는 제 3 화소(110c)로 진행할 수 있으며, 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 제 3 화소(110c)의 양측에 있는 제 2 화소(110b)로 진행할 수 있다.
따라서, 제 2 화소(110b)에는 제 2 파장 대역의 빛(C2)만이 입사하기 때문에 광센싱층(110)이 제 2 화소(110b)에 입사하는 빛의 광량을 측정함으로써 입사광 중의 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 양을 알 수 있다. 색 순도를 더 향상시키기 위하여 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)를 제 2 화소(110b) 위에 배치할 수도 있지만, 제 2 색분리 소자(132)의 색 분리 성능이 충분하다면 제 2 컬러 필터(122)는 생략될 수 있다. 한편, 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 컬러 필터를 거치지 않고 그대로 제 3 화소(110c)에 입사할 수 있다. 따라서, 제 3 화소(110c)에 입사하는 빛의 광량을 광센싱층(110)이 측정함으로써 입사광 중의 제 1 파장 대역의 빛(C1)의 양과 제 3 파장 대역의 빛(C3)의 양의 합을 알 수 있다.
예컨대, 제 1 파장 대역의 빛(C1)은 적색광이고, 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 녹색 광이며, 제 3 파장 대역의 빛(C3)은 청색광일 수 있다. 따라서, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 마젠타(magenta) 광일 수 있다. 도 9는 이 경우에 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 9에서, "A"로 표시된 그래프는 제 2 색분리 소자(132)의 바로 아래 방향으로 진행하는 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 스펙트럼을 나타내며, "B"로 표시된 그래프는 제 2 색분리 소자(132)의 양쪽 측면 방향으로 경사지게 진행하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)의 스펙트럼을 나타낸다. 도 9는 제 2 색분리 소자(132)에 백색광이 입사하는 것을 가정한 것이며, 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 빛의 실질적인 스펙트럼 분포는 입사광의 특성에 따라 달라질 수 있다.
이러한 실시예에서, 제 1 화소행(P1) 및 제 2 화소행(P2)에 배치된 제 2 화소(110b)에는 도 9의 "A"로 표시된 그래프와 같은 스펙트럼 분포를 갖는 빛이 입사할 수 있다. 즉, 제 2 화소(110b)에는 녹색광이 입사하므로, 제 2 화소(110b)는 입사광 중에서 녹색광의 광량을 감지할 수 있다. 한편, 제 1 화소행(P1)에 배치된 제 1 화소(110a) 및 제 2 화소행(P2)에 배치된 제 3 화소(110c)에는 도 9의 "B"로 표시된 그래프와 같은 스펙트럼 분포를 갖는 빛이 입사할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 3 화소(110a, 110c)에는 마젠타 광이 입사할 수 있다. 그런데, 제 1 화소행(P1)에 배치된 제 1 화소(110a) 위에는 적색광만 투과시키는 제 1 컬러 필터(121)가 배치되어 있으므로, 제 1 화소(110a)는 입사광 중에서 적색광의 광량을 감지할 수 있다. 반면, 제 2 화소행(P2)에 배치된 제 3 화소(110c)에는 컬러 필터가 배치되어 있지 않기 때문에, 제 3 화소(110c)는 입사광 중에서 적색광의 광량과 청색광의 광량을 모두 감지할 수 있다. 따라서, 이미지 센서의 영상 신호 처리 프로세서(도시되지 않음)는 제 1 화소(110a)에서 감지된 적색광의 광량, 제 2 화소(110b)에서 감지된 녹색광의 광량, 및 제 3 화소(110c)에서 감지된 마젠타 광의 광량을 이용하여, 입사광 중의 적색광, 녹색광 및 청색광 성분을 정확하게 계산할 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 10에 도시된 이미지 센서는 도 1 및 도 6에서 설명한 것과 동일한 화소 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서의 화소 어레이는 제 1 대각선 방향으로 배열된 제 1 화소(110a)와 제 3 화소(110c) 및 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열된 2개의 제 2 화소(110b)로 형성된 다수의 2×2 패턴들을 포함할 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 이미지 센서는 제 1 및 제 2 화소행(P1, P2) 내의 제 2 화소(110b)들에 대향하여 배치된 제 1 색분리 소자(131), 및 제 1 화소(110a) 및 제 3 화소(110c)에 각각 대향하여 배치된 제 2 색분리 소자(132)를 포함할 수 있다. 제 1 색분리 소자(131)는 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 1 색분리 소자(131)의 바로 아래 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 1 색분리 소자(131)의 양쪽 측면 방향으로 경사지게 진행시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 제 1 색분리 소자(131)의 바로 아래에 있는 제 2 화소(110b)로 진행하고, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 제 2 화소(110b)의 양측에 있는 제 1 화소(110a)로 진행할 수 있다. 또한, 제 2 색분리 소자(132)는 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 2 색분리 소자(132)의 양쪽 측면 방향으로 경사지게 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 2 색분리 소자(132)의 바로 아래 방향으로 진행시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 제 2 색분리 소자(132)의 바로 아래에 있는 제 1 화소(110a)로 진행할 수 있으며, 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 제 1 화소(110a)의 양측에 있는 제 2 화소(110b)로 진행할 수 있다.
도 1 및 도 6에서 설명한 이미지 센서와 마찬가지로, 도 10에 도시된 이미지 센서는 제 1 화소(110a) 위에 배치되어 제 1 파장 대역의 빛(C1)만을 투과시키는 제 1 컬러 필터(121)를 포함할 수 있다. 제 2 화소(110b) 위에는 제 2 파장 대역(C2)의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(122)가 선택적으로 배치될 수도 있다. 그러나, 제 3 화소(110c) 위에는 어떠한 컬러 필터도 배치되지 않는다. 따라서, 제 1 화소(110a)는 제 1 파장 대역의 빛(C1)만을 감지하며, 제 2 화소(110b)는 제 2 파장 대역의 빛(C2)만을 감지할 수 있다. 반면, 제 3 화소(110c)는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 감지할 수 있다. 예컨대, 제 1 파장 대역의 빛(C1)은 적색광이고, 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 녹색 광이며, 제 3 파장 대역의 빛(C3)은 청색광일 수 있다. 그리고, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)은 마젠타 광일 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 색분리 소자(131)와 제 2 색분리 소자(132)를 함께 사용하기 때문에 광 이용 효율이 더욱 향상될 수 있다. 도 11은 도 10에 도시된 제 1 및 제 2 색분리 소자(131, 132)에 의해 분리된 빛의 스펙트럼 분포를 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 10에서 "A"로 표시된 그래프는 제 2 화소(110b)를 향해 진행하는 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 스펙트럼을 나타내며, "B"로 표시된 그래프는 제 1 및 제 3 화소(110a, 110c)를 향해 진행하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)의 스펙트럼을 나타낸다. 제 1 색분리 소자(131)에 의해 분리된 빛과 제 2 색분리 소자(132)에 의해 분리된 빛이 더해지기 때문에, 도 10에 도시된 그래프의 광 세기가 도 4 및 도 9에 도시된 그래프의 광 세기보다 크다는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 1, 도 6 및 도 10에서는 편의상 한 단위의 2×2 패턴만이 도시되어 있지만, 이미지 센서는 2차원 배열된 다수의 2×2 패턴들을 포함하는 화소 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 12는 4개의 2×2 패턴들의 배열을 예시적으로 도시하고 있다. 도 12에 도시된 한 단위의 2×2 패턴은 도 1에 도시된 실시예와 같다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 화소(110a) 위에만 제 1 컬러 필터(121)가 배치되고 다른 화소들에는 컬러 필터가 배치되지 않을 수 있다. 또한, 제 2 화소(110b) 위에만 제 1 색분리 소자(131)가 배치될 수 있다.
지금까지는, 제 1 화소(110a) 위에 제 1 컬러 필터(121)만이 배치되는 것으로 설명하였지만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, 제 3 파장 대역(C3)의 빛만을 투과시키는 제 3 컬러 필터(123)도 제 1 화소(110a) 위에 배치될 수 있다. 즉, 제 1 컬러 필터(121)와 제 3 컬러 필터(123)가 다수의 제 1 화소(110a)들 위에 각각 하나씩 번갈아 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 화소행(P1)에서는 제 1 컬러 필터(121)와 제 3 컬러 필터(123)의 순서로 제 1 화소(110a) 위에 제 1 컬러 필터(121)와 제 3 컬러 필터(123)가 번갈아 배치될 수 있다. 또한, 제 3 화소행(P3)에서는 제 3 컬러 필터(123)와 제 1 컬러 필터(121)의 순서로 제 1 화소(110a) 위에 제 1 컬러 필터(121)와 제 3 컬러 필터(123)가 번갈아 배치될 수 있다. 이 경우, 다수의 제 1 컬러 필터(121)들이 대각선 방향을 따라 배열되며 다수의 제 3 컬러 필터(123)들이 대각선 방향을 따라 배열된다. 그러나, 제 2 화소행(P2)과 제 4 화소행(P4)에 있는 제 3 화소(110c)에는 여전히 컬러 필터가 배치되지 않는다.
도 13에 도시된 실시예의 경우, 제 1 컬러 필터(121)가 배치되어 있는 제 1 화소(110a)는 제 1 파장 대역의 빛을 감지하며, 제 3 컬러 필터(123)가 배치되어 있는 제 1 화소(110a)는 제 3 파장 대역의 빛을 감지할 수 있다. 그리고, 제 2 화소(110b)는 제 2 파장 대역의 빛을 감지하며, 제 3 화소(110c)는 제 1 파장 대역과 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 감지할 수 있다. 그러면, 이미지 센서의 영상 신호 처리 프로세서(도시되지 않음)는 제 1 컬러 필터(121)를 투과하여 제 1 화소(110a)에 입사하는 제 1 파장 대역의 빛(C1), 제 3 컬러 필터(123)를 투과하여 제 1 화소(110a)에 입사하는 제 3 파장 대역의 빛(C3), 제 2 화소(110b)에 입사하는 제 2 파장 대역의 빛(C2), 및 제 3 화소(110c)에 입사하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 이용하여, 제 1 내지 제 3 파장 대역의 빛의 세기를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제 1 파장 대역의 빛(C1)이 적색광이고 제 2 파장 대역의 빛(C2)이 녹색 광이며 제 3 파장 대역의 빛(C3)이 청색광이라면, 이미지 센서의 영상 신호 처리 프로세서는 제 1 화소(110a)에서 감지된 적색광의 광량, 다른 제 1 화소(110a)에서 감지된 청색광의 광량, 제 2 화소(110b)에서 감지된 녹색광의 광량, 및 제 3 화소(110c)에서 감지된 마젠타 광의 광량을 이용하여, 입사광 중의 적색광, 녹색광 및 청색광 성분을 정확하게 계산할 수 있다.
또한, 다수의 제 1 화소(110a)에서 감지된 적색광의 광량을 이용하여, 다수의 제 1 컬러 필터(121) 사이의 영역, 예를 들어, 제 2 및 제 4 화소행(P2, P4)에 배치된 제 2 및 제 3 화소(110b, 110c)에 입사하는 적색광의 세기를 보간법으로 계산할 수 있다. 마찬가지로, 다른 다수의 제 1 화소(110a)에서 감지된 청색광의 광량을 이용하여, 다수의 제 3 컬러 필터(123) 사이의 영역, 예를 들어, 제 2 및 제 4 화소행(P2, P4)에 배치된 제 2 및 제 3 화소(110b, 110c)에 입사하는 청색광의 세기를 보간법으로 계산할 수 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 14에 도시된 이미지 센서는, 도 13에 도시된 이미지 센서와 비교할 때, 단지 제 1 컬러 필터(121)와 제 3 컬러 필터(123)의 배열 형태만이 상이할 뿐이다. 도 14를 참조하면, 제 1 컬러 필터(121)와 제 3 컬러 필터(123)는 제 1 및 제 3 화소행(P1, P3)에서 모두 제 1 컬러 필터(121)와 제 3 컬러 필터(123)의 순서로 제 1 화소(110a) 위에 번갈아 배치될 수도 있다. 이 경우, 동일한 화소열에는 동일한 컬러 필터가 배치된다. 예를 들어, 다수의 제 1 및 제 3 컬러 필터(121, 123)들이 세로 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 15에 도시된 이미지 센서는, 도 12에 도시된 이미지 센서와 동일하며, 단지 제 1 색분리 소자(131)의 배치가 상이할 뿐이다. 도 15를 참조하면, 인접하여 배치된 2개의 제 1 색분리 소자(131)는 서로에 대해 90도 방향으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 제 1 화소행(P1)에서는 수직 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)와 수평 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)가 번갈아 배치될 수 있다. 또한, 제 2 화소행(P2)에서는 수평 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)와 수직 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)가 번갈아 배치될 수 있다.
이 경우, 제 1 화소행(P1)에서 수직 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 1 화소행(P1)에 배치된 제 1 화소(110a)에 제공할 수 있다. 그리고, 제 1 화소행(P1)에서 수평 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 다른 화소행에 배치된 제 3 화소(110c)에 제공할 수 있다. 또한, 제 2 화소행(P2)에서 수직 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 2 화소(P2)에 배치된 제 3 화소(110c)에 제공할 수 있다. 제 2 화소행(P2)에서 수평 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 다른 화소행에 배치된 제 1 화소(110a)에 제공할 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 16에 도시된 이미지 센서는 도 12에 도시된 이미지 센서와 동일하며, 단지 제 1 색분리 소자(131)의 배치가 상이할 뿐이다. 도 16을 참조하면, 제 1 색분리 소자(131)는 제 2 대각선 방향으로 배향될 수 있다. 따라서, 제 1 색분리 소자(131)는 다수의 제 2 화소(110b)를 제 2 대각선 방향으로 가로질러 배치될 수 있다. 이 경우, 제 1 색분리 소자(131)들은 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛(C1+C3)을 제 1 화소(110a)와 제 3 화소(110c)에 각각 제공할 수 있다. 도 16에는 예시적으로 제 1 색분리 소자(131)가 제 2 대각선 방향으로 배향된 것으로 도시되어 있으나, 제 1 색분리 소자(131)는 제 1 대각선 방향으로 배향될 수도 있다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 17에 도시된 이미지 센서의 경우, 제 1 색분리 소자(131)는 제 1 대각선 항과 제 2 대각선 방향으로 모두 배향될 수 있다. 예를 들어, 제 1 색분리 소자(131)는 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자(131a)와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자(131b)를 포함할 수 있다.
도 18은 도 6에 도시된 실시예에 따른 4개의 2×2 패턴들의 배열을 예시적으로 도시하고 있다. 도 18에 도시된 한 단위의 2×2 패턴은 도 6에 도시된 실시예와 같다. 도 18에 도시된 바와 같이, 다수의 제 1 화소(110a)와 제 3 화소(110c) 위에 각각 하나씩 제 2 색분리 소자(132)가 배치될 수 있다. 또한, 제 1 화소(110a) 위에만 제 1 컬러 필터(121)가 배치되고 다른 화소들에는 컬러 필터가 배치되지 않을 수 있다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 19에 도시된 이미지 센서는, 도 18에 도시된 이미지 센서와 동일하며, 단지 제 2 색분리 소자(132)의 배치가 상이할 뿐이다. 도 19를 참조하면, 인접하여 배치된 2개의 제 2 색분리 소자(132)는 서로에 대해 90도 방향으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 제 1 화소행(P1)에서는 수직 방향으로 배열된 제 2 색분리 소자(132)와 수평 방향으로 배열된 제 2 색분리 소자(132)가 번갈아 배치될 수 있다. 또한, 제 2 화소행(P2)에서는 수평 방향으로 배열된 제 2 색분리 소자(132)와 수직 방향으로 배열된 제 2 색분리 소자(132)가 번갈아 배치될 수 있다. 이 경우, 수직 방향으로 배열된 제 2 색분리 소자(132)는 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 2 색분리 소자(132)가 배치된 화소행과 동일한 화소행에 있는 제 2 화소(110b)에 제공할 수 있다. 그리고, 수평 방향으로 배열된 제 2 색분리 소자(132)는 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 2 색분리 소자(132)가 배치된 화소행과 다른 화소행에 배치된 제 2 화소(110b)에 제공할 수 있다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 20에 도시된 이미지 센서는 도 18에 도시된 이미지 센서와 동일하며, 단지 제 2 색분리 소자(132)의 배치가 상이할 뿐이다. 도 20을 참조하면, 제 2 색분리 소자(132)는 제 2 대각선 방향으로 배향될 수 있다. 따라서, 제 2 색분리 소자(132)는 다수의 제 1 화소(110a)와 제 3 화소(110c)를 제 2 대각선 방향으로 가로질러 배치될 수 있다. 도 20에는 예시적으로 제 2 색분리 소자(132)가 제 2 대각선 방향으로 배향된 것으로 도시되어 있으나, 제 2 색분리 소자(132)는 제 1 대각선 방향으로 배향될 수도 있다.
도 21은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 21에 도시된 이미지 센서의 경우, 제 2 색분리 소자(132)는 제 1 대각선 항과 제 2 대각선 방향으로 모두 배향될 수 있다. 예를 들어, 제 2 색분리 소자(132)는 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자(132a)와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자(132b)를 포함할 수 있다.
도 22는 도 10에 도시된 실시예에 따른 4개의 2×2 패턴들의 배열을 예시적으로 도시하고 있다. 도 22에 도시된 한 단위의 2×2 패턴은 도 10에 도시된 실시예와 같다. 도 22에 도시된 바와 같이, 다수의 제 2 화소(110b) 위에 각각 제 1 색분리 소자(131)가 배치되며 다수의 제 1 화소(110a)와 제 3 화소(110c) 위에 각각 하나씩 제 2 색분리 소자(132)가 배치될 수 있다. 또한, 제 1 화소(110a) 위에만 제 1 컬러 필터(121)가 배치되고 다른 화소들에는 컬러 필터가 배치되지 않을 수 있다.
도 23은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 23에 도시된 이미지 센서는, 도 22에 도시된 이미지 센서와 동일하며, 단지 제 1 및 2 색분리 소자(131, 132)의 배치가 상이할 뿐이다. 도 23을 참조하면, 인접하여 배치된 제 1 색분리 소자(131)와 제 2 색분리 소자(132)는 서로에 대해 90도 방향으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 제 1 화소행(P1)에서는 수직 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)와 수평 방향으로 배열된 제 2 색분리 소자(132)가 번갈아 배치될 수 있다. 또한, 제 2 화소행(P2)에서는 수평 방향으로 배열된 제 1 색분리 소자(131)와 수직 방향으로 배열된 제 2 색분리 소자(132)가 번갈아 배치될 수 있다.
도 24는 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 24에 도시된 이미지 센서는 도 22에 도시된 이미지 센서와 동일하며, 단지 제 1 및 2 색분리 소자(131, 132)의 배치가 상이할 뿐이다. 도 24를 참조하면, 제 1 및 제 2 색분리 소자(131, 132)는 제 2 대각선 방향으로 배향될 수 있다. 따라서, 제 1 색분리 소자(131)는 다수의 제 2 화소(110b)를 제 2 대각선 방향으로 가로질러 배치될 수 있다. 또한, 제 2 색분리 소자(132)는 다수의 제 1 화소(110a)와 제 3 화소(110c)를 제 2 대각선 방향으로 가로질러 배치될 수 있다. 도 24에는 예시적으로 제 1 및 2 색분리 소자(131, 132)가 제 2 대각선 방향으로 배향된 것으로 도시되어 있으나, 제 1 및 2 색분리 소자(131, 132)는 제 1 대각선 방향으로 배향될 수도 있다.
도 25는 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 25에 도시된 이미지 센서의 경우, 제 1 및 2 색분리 소자(131, 132)는 제 1 대각선 항과 제 2 대각선 방향으로 모두 배향될 수 있다. 예를 들어, 제 1 색분리 소자(131)는 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자(131a)와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자(131b)를 포함할 수 있다. 제 2 색분리 소자(132)도 역시 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자(132a)와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자(132b)를 포함할 수 있다.
도 15 내지 도 25에서는 제 1 화소(110a) 위에 제 1 컬러 필터(121)만이 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 도 13 또는 도 14와 마찬가지로, 도 15 내지 도 25에 도시된 실시예에서도, 제 3 파장 대역(C3)의 빛만을 투과시키는 제 3 컬러 필터(123)가 제 1 화소(110a) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 15 내지 도 25에서 제 1 컬러 필터(121)와 제 3 컬러 필터(123)가 다수의 제 1 화소(110a)들 위에 각각 하나씩 번갈아 배치될 수도 있다.
지금까지, 색분리 소자를 포함하는 이미지 센서에 대한 다양한 실시예들이 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예들은 단지 예시를 위한 것이고 권리범위를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 권리범위는 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
110.....광센싱층 110a, 110b, 110c.....화소
120.....컬러 필터층 121, 122, 123.....컬러 필터
130.....투명 유전체층 131, 132.....색분리 소자
140.....마이크로 렌즈 P1, P2, P3, P4.....화소행
120.....컬러 필터층 121, 122, 123.....컬러 필터
130.....투명 유전체층 131, 132.....색분리 소자
140.....마이크로 렌즈 P1, P2, P3, P4.....화소행
Claims (26)
- 다수의 제 1 화소와 다수의 제 2 화소들이 번갈아 배열된 제 1 화소행 및 다수의 제 2 화소와 다수의 제 3 화소들이 번갈아 배열된 제 2 화소행을 포함하는 화소 어레이;
상기 제 2 화소와 대향하도록 배치된 것으로, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 아래 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 양쪽 측면 방향으로 진행시키도록 구성된 제 1 색분리 소자; 및
상기 제 1 화소 위에 배치된 것으로 제 1 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 1 컬러 필터;를 포함하며,
상기 제 3 화소 위에는 컬러 필터가 배치되지 않고,
상기 제 1 화소행에 배치된 상기 제 1 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛은 상기 제 1 화소행 내의 제 2 화소를 향해 진행하고, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛은 상기 제 1 화소를 향해 진행하며,
상기 제 2 화소행에 배치된 상기 제 1 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛은 상기 제 2 화소행 내의 제 2 화소를 향해 진행하고, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛은 상기 제 3 화소를 향해 진행하는, 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛은 상기 제 2 화소에 입사하며, 상기 제 1 화소에는 상기 제 1 컬러 필터를 투과한 제 1 파장 대역의 빛이 입사하고, 상기 제 3 화소에는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛이 입사하는 이미지 센서. - 제 2 항에 있어서,
상기 이미지 센서는 상기 제 1 화소에 입사하는 제 1 파장 대역의 빛, 상기 제 2 화소에 입사하는 제 2 파장 대역의 빛, 및 상기 제 3 화소에 입사하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 이용하여, 제 1 내지 제 3 파장 대역의 빛의 세기를 계산하도록 구성된 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 화소 위에 배치된 것으로 제 2 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터를 더 포함하는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 제 1 화소 중 일부의 제 1 화소 위에 상기 제 1 컬러 필터가 배치되며,
상기 이미지 센서는 상기 다수의 제 1 화소 중 다른 일부의 제 1 화소 위에 배치된 것으로 제 3 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 3 컬러 필터를 더 포함하며,
상기 제 1 컬러 필터와 제 3 컬러 필터는 상기 다수의 제 1 화소들 위에 각각 하나씩 번갈아 배치되는 이미지 센서. - 제 5 항에 있어서,
상기 이미지 센서는 상기 제 1 컬러 필터를 투과하여 상기 제 1 화소에 입사하는 제 1 파장 대역의 빛, 상기 제 3 컬러 필터를 투과하여 상기 제 1 화소에 입사하는 제 3 파장 대역의 빛, 상기 제 2 화소에 입사하는 제 2 파장 대역의 빛, 및 상기 제 3 화소에 입사하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 이용하여, 제 1 내지 제 3 파장 대역의 빛의 세기를 계산하도록 구성된 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
인접하여 배치된 2개의 제 1 색분리 소자는 서로에 대해 90도 방향으로 회전되어 있는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 화소행의 제 2 화소와 상기 제 2 화소행의 제 2 화소가 제 1 대각선 방향으로 배열되어 있으며, 상기 제 1 화소와 제 3 화소가 상기 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열되어 있는 이미지 센서. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 색분리 소자는 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 배향되어 있는 이미지 센서. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 색분리 소자는 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자를 포함하는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 화소 및 제 3 화소와 각각 대향하도록 배치된 것으로, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 양쪽 측면 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 아래 방향으로 진행시키도록 구성된 제 2 색분리 소자를 더 포함하는 이미지 센서. - 제 11 항에 있어서,
인접하여 배치된 제 1 색분리 소자와 제 2 색분리 소자는 서로에 대해 90도 방향으로 회전되어 있는 이미지 센서. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 화소행의 제 2 화소와 상기 제 2 화소행의 제 2 화소가 제 1 대각선 방향으로 배열되어 있으며 상기 제 1 화소와 제 3 화소가 상기 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열되어 있고,
상기 제 1 및 제 2 색분리 소자는 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 배향되어 있는 이미지 센서. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 화소행의 제 2 화소와 상기 제 2 화소행의 제 2 화소가 제 1 대각선 방향으로 배열되어 있으며 상기 제 1 화소와 제 3 화소가 상기 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열되어 있고,
상기 제 1 및 제 2 색분리 소자는 각각 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자를 포함하는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 화소 어레이 위에 배치된 투명 유전체층을 더 포함하며, 상기 제 1 색분리 소자는 상기 투명 유전체층 내에 매립되어 고정되어 있는 이미지 센서. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 컬러 필터는 상기 화소 어레이와 상기 투명 유전체층 사이에 배치된 이미지 센서. - 다수의 제 1 화소와 다수의 제 2 화소들이 번갈아 배열된 제 1 화소행 및 다수의 제 2 화소와 다수의 제 3 화소들이 번갈아 배열된 제 2 화소행을 포함하는 화소 어레이;
상기 제 1 화소 및 제 3 화소와 각각 대향하도록 배치된 것으로, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 양쪽 측면 방향으로 진행시키고 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 아래 방향으로 진행시키도록 구성된 색분리 소자; 및
상기 제 1 화소 위에 배치된 것으로 제 1 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 1 컬러 필터;를 포함하며,
상기 제 3 화소 위에는 컬러 필터가 배치되지 않고,
상기 제 1 화소행에 배치된 상기 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛은 상기 제 1 화소행 내의 제 2 화소를 향해 진행하고, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛은 상기 제 1 화소를 향해 진행하며,
상기 제 2 화소행에 배치된 상기 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛은 상기 제 2 화소행 내의 제 2 화소를 향해 진행하고, 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛은 상기 제 3 화소를 향해 진행하는, 이미지 센서. - 제 17 항에 있어서,
상기 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛은 상기 제 2 화소에 입사하며, 상기 제 1 화소에는 상기 제 1 컬러 필터를 투과한 제 1 파장 대역의 빛이 입사하고, 상기 제 3 화소에는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛이 입사하는, 이미지 센서. - 제 18 항에 있어서,
상기 이미지 센서는 상기 제 1 화소에 입사하는 제 1 파장 대역의 빛, 상기 제 2 화소에 입사하는 제 2 파장 대역의 빛, 및 상기 제 3 화소에 입사하는 제 1 파장 대역 및 제 3 파장 대역이 혼합된 빛을 이용하여, 제 1 내지 제 3 파장 대역의 빛의 세기를 계산하도록 구성된 이미지 센서. - 제 17 항에 있어서,
상기 다수의 제 1 화소 중 일부의 제 1 화소 위에 상기 제 1 컬러 필터가 배치되며,
상기 이미지 센서는 상기 다수의 제 1 화소 중 다른 일부의 제 1 화소 위에 배치된 것으로 제 3 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 3 컬러 필터를 더 포함하며,
상기 제 1 컬러 필터와 제 3 컬러 필터는 상기 다수의 제 1 화소들 위에 각각 하나씩 번갈아 배치되는 이미지 센서. - 제 17 항에 있어서,
인접하여 배치된 2개의 색분리 소자는 서로에 대해 90도 방향으로 회전되어 있는 이미지 센서. - 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 화소행의 제 2 화소와 상기 제 2 화소행의 제 2 화소가 제 1 대각선 방향으로 배열되어 있으며, 상기 제 1 화소와 제 3 화소가 상기 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 배열되어 있는 이미지 센서. - 제 22 항에 있어서,
상기 색분리 소자는 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 배향되어 있는 이미지 센서. - 제 22 항에 있어서,
상기 색분리 소자는 제 1 대각선 방향으로 배향된 제 1 서브 색분리 소자와 제 2 대각선 방향으로 배향된 제 2 서브 색분리 소자를 포함하는 이미지 센서. - 제 17 항에 있어서,
상기 화소 어레이 위에 배치된 투명 유전체층을 더 포함하며, 상기 색분리 소자는 상기 투명 유전체층 내에 매립되어 고정되어 있는 이미지 센서. - 제 25 항에 있어서,
상기 제 1 컬러 필터는 상기 화소 어레이와 상기 투명 유전체층 사이에 배치된 이미지 센서.
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