KR101991237B1 - 공간 및 시간 내의 이벤트들의 포착 - Google Patents

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KR101991237B1 KR1020147012707A KR20147012707A KR101991237B1 KR 101991237 B1 KR101991237 B1 KR 101991237B1 KR 1020147012707 A KR1020147012707 A KR 1020147012707A KR 20147012707 A KR20147012707 A KR 20147012707A KR 101991237 B1 KR101991237 B1 KR 101991237B1
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Abstract

다양한 실시예는 광 센서를 포함하는 장치 및 방법을 포함한다. 광 센서는 제1 전극, 제2 전극, 제3 전극, 및 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극 각각과 전기적으로 통신하는 흡광 반도체를 포함한다. 제2 전극과 제3 전극 사이에는 흡광 반도체의 일부로의 광의 입사를 실질적으로 감쇠시키는 광 은폐 재료가 배치된다. 제2 전극과 제1 및 제3 전극 사이에는 전기 바이어스가 인가되고, 제2 전극을 통해 흐르는 전류는 광 센서에 입사하는 광과 관련된다. 추가 방법 및 장치가 설명된다.

Description

공간 및 시간 내의 이벤트들의 포착{CAPTURE OF EVENTS IN SPACE AND TIME}
본 출원은, 2011년 10월 10일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "Sensors and Systems for the Capture of Scenes and Events in Space and Time"인 미국 가출원 번호 61/545,203을 우선권으로 주장하는데, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. 본 명세서에서 언급된 각각의 특허, 특허 출원, 및/또는 공보는, 개개의 특허, 특허 출원, 및/또는 공보 각각이 참조로 포함되는 것으로 구체적으로 및 개별적으로 지시되는 경우와 같은 정도로 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 광전자 디바이스, 시스템, 및 방법 - 디바이스 및 시스템의 제조 방법 및 사용 방법 - 에 관한 것이다.
본 명세서에서 설명되는 시스템 및 방법은 다음 도면을 참조하여 이해될 수 있다.
도 1은 컴퓨팅, 통신, 게임, 인터페이싱 등에서 사용될 수 있는 단일면 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예를 나타낸다.
도 2는 컴퓨팅, 통신, 게임, 인터페이싱 등에서 사용될 수 있는 이중면 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 도 1 또는 도 2의 컴퓨팅 디바이스와 함께 사용될 수 있는 카메라 모듈의 일 실시예를 나타낸다.
도 4는 도 1 또는 도 2의 컴퓨팅 디바이스와 함께 사용될 수 있는 광 센서의 일 실시예를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 제스처 인식 방법의 실시예를 나타낸다.
도 7은 광 감지 동작으로 외부의 간섭을 줄이는 3-전극 차동 레이아웃 시스템의 일 실시예를 나타낸다.
도 8은 광 감지 동작에서 외부 간섭으로부터의 공통 모드 잡음을 줄이는 3-전극 트위스트 페어 레이아웃 시스템(three-electrode twisted-pair layout system)의 일 실시예를 나타낸다.
도 9는, 변조 주파수에 있지 않은 외부 잡음을 줄이기 위한 것으로, 전극에 인가된 신호를 시간 변조 바이어싱하는 일 실시예이다.
도 10은 다양한 이미징 애플리케이션에서 사용될 수 있는 필터의 투과율 스펙트럼의 일 실시예를 나타낸다.
도 11은 잡음 전력을 줄이기 위해 각각의 화소 내에서 사용될 수 있는 회로의 예시적인 계략도를 나타낸다.
도 12는 실리콘으로 구현될 수 있는 포토게이트/고정 다이오드 저장소(photoGate/pinned-diode storage)의 회로에 대한 예시적인 개략도를 나타낸다.
도 1은 컴퓨팅, 통신, 게임, 인터페이싱 등에서 사용될 수 있는 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)의 일 실시예를 나타낸다. 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)는 주변 영역(101)과 표시 영역(103)을 포함하는 것으로 나타난다. 버튼이나 터치패드와 같은 터치 기반 인터페이스 디바이스(117)는 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)와 상호작용하는데 사용될 수 있다.
제1 카메라 모듈(113)의 일례는 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)의 주변 영역(101) 내에 위치해 있는 것으로 나타나고, 도 3을 참조하여 아래 더 자세히 설명된다. 예시적인 광 센서(115A, 115B) 또한 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)의 주변 영역(101) 내에 위치해 있는 것으로 나타나고, 도 4를 참조하여 아래 더 자세히 설명된다. 제2 카메라 모듈(105)의 일례는 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)의 표시 영역(103)에 위치해 있는 것으로 나타나고, 도 3을 참조하여 아래 더 자세히 설명된다.
예시적인 광 센서(107A, 107B)는 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)의 표시 영역(103)에 위치해 있는 것으로 나타나고, 도 4를 참조하여 아래 더 자세히 설명된다. (구조화될 수 있거나 구조화되지 않을 수 있는) 광 조명(111)의 제1 소스의 일례는 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)의 주변 영역(101) 내에 위치해 있는 것을 나타난다. 광 조명(109)의 제2 소스의 일례는 표시 영역(103)에 위치해 있는 것으로 나타난다.
실시예에서, 표시 영역(103)은 터치스크린 디스플레이일 수 있다. 실시예에서, 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)는 태블릿 컴퓨터일 수 있다. 실시예에서, 단일면 컴퓨팅 디바이스(100)는 모바일 핸드셋일 수 있다.
도 2는 컴퓨팅, 통신, 게임, 인터페이싱 등에서 사용될 수 있는 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)의 일 실시예를 나타낸다. 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)는 제1 면(210)의 제1 주변 영역(201A)과 제1 표시 영역(203A), 제2 면(230)의 제2 주변 영역(201B)과 제2 표시 영역(203B), 제1 면(210)의 제1 터치 기반 인터페이스 디바이스(217A) 및 제2 면(230)의 제2 터치 기반 인터페이스 디바이스(217B)를 포함하는 것으로 나타난다. 예시적인 터치 기반 인터페이스 디바이스(217A, 217B)는 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)와 상호작용하는데 사용될 수 있는 버튼 또는 터치패드일 수 있다. 또한, 제2 표시 영역(203B)은 다양한 실시예에서 입력 영역일 수 있다.
이중면 컴퓨팅 디바이스(200)는 또한 제1 주변 영역(201A)에 있는 예시적인 제1 카메라 모듈(213A) 및 제2 주변 영역(201B)에 있는 예시적인 제2 카메라 모듈(213B)을 포함하는 것으로 나타난다. 카메라 모듈(213A, 213B)은 도 3을 참조하여 아래 더 자세히 설명된다. 도시된 바와 같이, 카메라 모듈(213A, 213B)은 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)의 주변 영역(201A, 201B) 내에 위치해 있다. 총 2개의 카메라 모듈이 도시되지만, 당업자는 더 많거나 더 적은 광 센서가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
다수의 예시적인 광 센서(215A, 215B, 215C, 215D)는 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)의 주변 영역(201A, 201B) 내에 위치한 것으로 나타난다. 총 4개의 광 센서가 도시되지만, 당업자는 더 많거나 더 적은 광 센서가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예시적인 광 센서(215A, 215B, 215C, 215D)는 도 4를 참조하여 아래 더 자세히 설명된다. 도시된 바와 같이, 광 센서(215A, 215B, 215C, 215D)는 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)의 주변 영역(201A, 201B) 내에 위치해 있다.
이중면 컴퓨팅 디바이스(200)는 또한 제1 표시 영역(203A)에 있는 예시적인 제1 카메라 모듈(205A) 및 제2 표시 영역(203B)에 있는 예시적인 제2 카메라 모듈(205B)을 포함하는 것으로 나타난다. 카메라 모듈(205A, 205B)은 도 3을 참조하여 아래 더 자세히 설명된다. 도시된 바와 같이, 카메라 모듈(205A, 205B)은 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)의 표시 영역(203A, 203B) 내에 위치해 있다. 또한, 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)의 표시 영역(203A, 203B) 내에는 예시적인 광 센서(207A, 207B, 207C, 207D)가 위치해 있는 것으로 나타난다. 총 4개의 광 센서가 도시되지만, 당업자는 더 많거나 더 적은 광 센서가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예시적인 광 센서(207A, 207B, 207C, 207D)는 도 4를 참조하여 아래 더 자세히 설명된다. 예시적인 광 조명(211A, 211B)의 소스는 주변 영역(201A, 201B) 내에 위치한 것으로 나타나고, 다른 예시적인 광 조명(209A, 209B)의 소스는 표시 영역(203A, 203B) 중 하나의 내에 위치한 것으로 나타나는데, 이들은 또한 도 4를 참조하여 아래 설명된다. 당업자는, 도시되거나 설명된 것들 외에, 설명된 요소들에 대한 다양한 수 및 위치가 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
실시예에서, 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)는 랩톱 컴퓨터일 수 있다. 실시예에서, 이중면 컴퓨팅 디바이스(200)는 모바일 핸드셋일 수 있다.
이제, 도 3을 참조하면, 도 1 또는 도 2의 컴퓨팅 디바이스와 함께 사용될 수 있는 카메라 모듈(300)의 일 실시예가 나타난다. 카메라 모듈(300)은 도 1의 카메라 모듈(113) 또는 도 2의 카메라 모듈(213A, 213B)에 대응할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈(300)은 기판(301), 이미지 센서(303), 및 본드 와이어(305)를 포함한다. 홀더(307)는 기판 위에 배치된다. 광학 필터(309)는 홀더(307)의 일부에 장착되는 것으로 나타난다. 배럴(311)은 렌즈(313) 또는 렌즈계를(a system of lens) 유지시킨다.
도 4는 도 1 또는 도 2의 컴퓨팅 디바이스와 함께 사용될 수 있는 광 센서(400)의 일 실시예를 나타내는 것으로 광 센서의 예시적인 실시예이다. 광 센서(400)는 도 1의 광 센서(115A, 115B) 또는 도 2의 광 센서(215A, 215B, 215C, 215D)에 대응할 수 있다. 광 센서(400)는 도 1의 주변 영역(101) 또는 표시 영역(103) 중 하나 또는 둘 다의 일부에 대응할 수 있는 기판(401)을 포함하는 것으로 나타난다. 기판(401)은 또한 도 2의 주변 영역(201A, 201B) 또는 표시 영역(203A, 203B) 중 하나 또는 둘 다의 일부에 대응할 수 있다. 광 센서(400)는 또한 흡광 재료(405)를 가로질러 바이어스를 제공하고 그로부터 광전자를 수집하는 데 사용되는 전극(403A, 403B)을 포함하는 것으로 나타난다. 캡슐화 재료(407) 또는 캡슐화 재료의 스택은 흡광 재료(405) 위에 있는 것으로 나타난다. 선택적으로, 캡슐화 재료(407)는 흡광 재료(405)를 바이어싱 및/또는 그로부터 광전자을 수집하기 위한 도전성 캡슐화 재료를 포함할 수 있다.
도 1의 단일면 컴퓨팅 디바이스(100) 및 도 2의 이중면 컴퓨팅 디바이스(200) 중 어느 하나의 요소들은 서로 접속되거나 또는 다른 방법으로 서로 결합될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스의 실시예는 프로세서를 포함할 수 있다. 그것은 컴퓨팅, 이미지 처리, 디지털 신호 처리, 데이터 저장, (유선 또는 무선 접속을 통한) 데이터 통신, 디바이스에 전력 공급, 및 디바이스의 제어를 달성하는 기능 블록 및/또는 물리적으로 별도의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 프로세서와 통신하고 도 1의 디바이스를 포함하는 디바이스는 표시 영역(103), 터치 기반 인터페이스 디바이스(117), 카메라 모듈(105, 113), 광 센서(115A, 115B, 107A, 107B) 및 광 조명(109, 111)의 소스를 포함할 수 있다. 유사한 대응이 도 2에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 5는 제스처 인식 방법의 일 실시예를 나타낸다. 방법은 적어도 하나의 카메라 모듈(들) 각각으로부터 적어도 2개의 이미지의 시간 내 스트림을 취득하는 것을 포함하는 동작 501; 및 적어도 하나의 광 센서 각각으로부터 적어도 2개의 신호의 스트림을 시간 내에 또한 취득하는 것을 포함하는 동작 507을 포함한다. 방법은, 동작 503 및 509에서, 프로세서에 이미지 및/또는 신호를 전달하는 것을 더 포함한다. 방법은, 동작 505에서, 이미지 및 신호의 조합에 기초하여 프로세서, 제스처의 의미의 추정, 및 타이밍을 이용하는 것을 더 포함한다.
도 6은 제스처 인식 방법의 일 실시예를 나타낸다. 방법은 적어도 하나의 카메라 모듈 각각으로부터 적어도 2개의 이미지의 시간 내 스트림을 취득하는 것을 포함하는 동작 601; 및 적어도 하나의 터치 기반 인터페이스 디바이스 각각으로부터 적어도 2개의 신호의 스트림을 시간 내에 취득하는 것을 또한 포함하는 동작 607을 포함한다. 방법은, 동작 603 및 609에서, 프로세서에 이미지 및/또는 신호를 전달하는 것을 더 포함한다. 방법은, 동작 605에서, 이미지 및 신호의 조합에 기초하여 프로세서, 제스처의 의미의 추정, 및 타이밍을 이용하는 것을 더 포함한다.
실시예에서, (1) 터치 기반 인터페이스 디바이스; (2) 카메라 모듈; (3) 광 센서 - 이들 각각은 주변 영역 및/또는 디스플레이 영역 또는 디스플레이/입력 영역 중 어느 하나의 내에 있음 - 중 적어도 하나에 의해 수신된 신호가 단독으로 또는 공동으로 이용되어 디바이스의 사용자에 의해 지시된 제스처의 존재 및 유형을 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 실시예에서, 이미지의 시간 내 스트림은 적어도 하나의 카메라 모듈 각각으로부터 취득된다. 적어도 하나의 광 센서 각각으로부터의 적어도 2개의 신호의 스트림이 시간 내에 또한 취득된다. 실시예에서, 스트림은 주변 디바이스의 다른 클래스로부터 동시에 취득될 수 있다. 실시예에서, 스트림은 각각 다른 것들에 대해, 예를 들어, 일부 컨퍼런스 기준 시점에 대해 언제 취득되었는지를 지시하는 알려진 타임 스탬프와 함께 취득될 수 있다. 실시예에서, 스트림은 프로세서로 전달된다. 프로세서는 이미지 및 신호의 조합에 기초하여 제스처의 의미의 추정 및 타이밍을 산출한다.
실시예에서, 적어도 하나의 카메라 모듈은 약 40℃를 넘는 넓은 시야를 갖는다. 실시예에서, 적어도 하나의 카메라 모듈은 어안 렌즈를 사용한다. 실시예에서, 적어도 하나의 이미지 센서는 그 중심에서 높은 해상도를 달성하고, 그 주변에서 낮은 해상도를 달성한다. 실시예에서, 적어도 하나의 이미지 센서는 그 중심 근처의 작은 화소를 사용하고 그 주변 근처의 큰 화소를 사용한다.
실시예에서, 적어도 하나의 광 소스를 통해; 근접 개체의 부분 반사 및/또는 부분 산란과 조합되고; 적어도 하나의 광 모듈 또는 광 센서를 이용하는 광 감지와 조합되는 액티브 조명은 개체에 대한 근접성을 검출하기 위해 조합될 수 있다. 실시예에서, 이러한 근접성에 대한 정보는 디바이스의 소비 전력을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 실시예에서, 소비 전력은 디스플레이와 같은 전력을 소비하는 컴포넌트들을 디밍(dimming), 또는 턴오프하여 줄일 수 있다.
실시예에서, 적어도 하나의 광 소스는 적외선을 방출할 수 있다. 실시예에서, 적어도 하나의 광 소스는 약 700nm와 약 1100nm 사이의 근적외선의 적외선을 방출할 수 있다. 실시예에서, 적어도 하나의 광 소스는 약 1100nm와 약 1700nm 파장 사이의 단파장 적외선의 적외선을 방출할 수 있다. 실시예에서, 광 소스에서 방출된 광은 실질적으로 디바이스의 사용자에게 보이지 않는다.
실시예에서, 적어도 하나의 광 소스는 구조화된 광 이미지를 투사할 수 있다. 실시예에서, 이미화와 조합된 공간적으로 패턴화된 조명은 이미징 시스템에 대한 개체의 상대 거리를 추정하는 데 사용될 수 있다.
실시예에서, 적어도 2개의 렌즈 시스템은 모놀리식으로 집적된 단일 이미지 센서 집적 회로의 2개의 별개의 영역에 장면(scene) 또는 장면의 일부를 이미징하는 데 사용될 수 있고; 이미지 센서 집적 회로를 사용하여 취득된 광의 패턴은 이미지 센서 시스템에 대한 개체의 상대 또는 절대 거리를 추정하는 것을 돕는 데 사용될 수 있다.
실시예에서, 적어도 2개의 렌즈 시스템은 단일 카메라 시스템 내에 하우징된 2개의 별개의 이미지 센서 집적 회로에 장면 또는 장면의 일부를 이미징하는데 사용될 수 있고; 이미지 센서 집적 회로를 이용하여 취득된 광의 패턴은 이미지 센서 시스템에 대한 개체의 상대 또는 절대 거리를 추정하는 것을 돕는 데 사용될 수 있다.
실시예에서, 적어도 2개의 렌즈 시스템은 별도의 카메라 시스템 또는 서브시스템 내에 하우징된 2개의 별도의 이미지 센서 집적 회로에 장면 또는 장면의 일부를 이미징하는데 사용될 수 있고; 이미지 센서 집적 회로를 이용하여 취득된 광의 패턴은 이미지 센서 시스템 또는 서브시스템에 대한 개체의 상대 또는 절대 거리를 추정하는 것을 돕는 데 사용될 수 있다.
실시예에서, 이미지 센서 시스템에 대한 개체의 상대 또는 절대 거리를 추정하는 것을 돕기 위해, 적어도 2개의 광학계로부터의 상이한 관심 각도 또는 관점이 장면을 인식하는 데 사용될 수 있다.
실시예에서, 도 1의 주변 영역(101)에 위치해 있는 광 센서(115A, 115B) 및/또는 도 1의 표시 영역(103)에 위치해 있는 광 센서(107A, 107B)와 같은 광 센서는 단독으로 또는 서로 조합하여 및/또는 카메라 모듈과 조합하여 사용되어, 장면에 관한 정보를 취득할 수 있다. 실시예에서, 광 센서는 장면의 특정 영역으로부터 특정 광 센서로 광을 인도하는 것을 돕기 위해 렌즈를 사용할 수 있다. 실시예에서, 광 센서는 장면으로부터의 광이 특정 광 센서를 침해할 제한된 각도 범위를 정의하는, 광 차단 하우징과 같은, 애퍼처링을 위한 시스템을 사용할 수 있다. 실시예에서, 특정의 광 센서는, 애퍼처링의 도움으로, 특정 입사각 원뿔 내로부터의 광을 감지하는 책임을 진다.
실시예에서, 이미지 센서 시스템에 대한 개체의 상대 또는 절대 거리를 추정하는 것을 돕기 위해, 적어도 2개의 광학계로부터의 상이한 관심 각도 또는 관점이 장면을 인식하는 데 사용될 수 있다.
실시예에서, 적어도 2개의 광 센서로부터의 광 검출기의 시간 시퀀스는 개체의 방향과 속도를 추정하는 데 사용될 수 있다. 실시예에서, 적어도 2개의 광 센서로부터의 광 검출기의 시간 시퀀스는 제스처가 컴퓨팅 디바이스의 사용자가 실시한 것임을 확인하는 데 사용될 수 있다. 실시예에서, 적어도 2개의 광 센서로부터의 광 검출기의 시간 시퀀스는 컴퓨팅 디바이스의 사용자에 의해 실시된 제스처를 분류하는 데 사용될 수 있다. 실시예에서, 제스처의 분류는 물론 분류된 제스처의 시간 내 추정되는 발생에 대한 정보는 처리 유닛을 포함하는 컴퓨팅 디바이스 내의 다른 시스템 또는 서브시스템에 전달될 수 있다.
실시예에서, 광 센서는 컴퓨팅 디바이스의 표시 영역, 예를 들어, 도 1의 광 센서(107A, 107B)에 집적될 수 있다. 실시예에서, 광 센서의 표시 영역 내 포함은 실질적으로 변경되는 사용자에 대한 시각 정보의 전달에 있어서 디스플레이의 동작 없이 달성될 수 있다. 실시예에서, 디스플레이는 약 400nm 내지 약 650nm 범위의 가시광선 파장을 주로 사용하여 사용자에게 시각 정보를 전달할 수 있는 한편, 광 센서는 약 650nm보다 긴 파장의 적외선을 주로 사용하여 장면에 관한 시각 정보를 취득할 수 있다. 실시예에서, 가시광선 파장에서 주로 동작하는 '표시면(display plane)'은 적외선 스펙트럼 영역에서 주로 동작할 수 있는 '광 감지 면'보다 - 사용자에게 가까운 - 앞쪽에 있을 수 있다.
실시예에서, 제1 유형의 구조화된 광이 이용될 수도 있고, 제2 유형의 구조화된 광이 이용될 수도 있으며, 적어도 2개의 구조화된 광 조명으로부터의 정보는 어느 하나의 격리된 구조화된 광 이미지에 포함된 정보를 초과하는 장면에 관한 정보를 확인하기 위해 유용하게 조합될 수 있다.
실시예에서, 제1 유형의 구조화된 광은 장면을 조명하는 데 사용될 수 있고, 제1 각도의 조명을 제공하는 제1 소스로부터 제시될 수 있으며; 제2 유형의 구조화된 광은 장면을 조명하는 데 사용될 수 있고, 제2 각도의 조명을 제공하는 제2 소스로부터 제시될 수 있다.
실시예에서, 제1 유형의 구조화된 광 및 제1 각도의 조명은 제1 각도의 감지를 제공하는 제1 이미지 센서를 이용하여 감지될 수 있고; 또한 제2 각도의 감지를 제공하는 제2 이미지 센서를 이용하여 감지될 수 있다.
실시예에서, 제1 패턴을 갖는 구조화된 광은 제1 소스로부터 제시될 수 있고; 제2 패턴을 갖는 구조화된 광은 제2 소스로부터 제시될 수 있다.
실시예에서, 제1 패턴을 갖는 구조화된 광은 제1 기간 동안 소스로부터 제시될 수 있고; 제2 패턴을 갖는 구조화된 광은 제2 기간 동안 소스로부터 제시될 수 있다.
실시예에서, 제1 파장의 구조화된 광은 제1 각도의 조명을 갖는 제1 소스로부터 장면을 조명하는데 사용될 수 있고; 제2 파장의 구조화된 광은 제2 각도의 조명을 갖는 제2 소스로부터 장면을 조명하는 데 사용될 수 있다.
실시예에서, 제1 파장의 구조화된 광은 제1 패턴을 사용하여 장면을 조명하는데 사용될 수 있고; 제2 파장의 구조화된 광은 제2 패턴을 사용하여 장면을 조명하는 데 사용될 수 있다. 실시예에서, 제1 이미지 센서는 제1 파장에서 강한 응답을 갖는 장면을 감지할 수 있고 제2 파장에서 약한 반응을 갖는 장면을 감지할 수 있으며; 제2 이미지 센서는 제2 파장에서 강한 반응을 갖는 장면을 감지할 수 있고 제1 파장에서 약한 반응을 갖는 장면을 감지할 수 있다. 실시예에서, 이미지 센서는 제1 파장에서 강한 응답을 갖고 제2 파장에서 약한 반응을 갖는 제1 화소 클래스; 및 제2 파장에서 강한 응답을 갖고 제1 파장에서 약한 응답을 갖는 제2 화소 클래스로 이루어질 수 있다.
실시예는 제1 대역통과 스펙트럼 영역; 제1 대역차단 스펙트럼 영역; 및 제2 대역통과 스펙트럼 영역을 갖는 필터를 이용하는 이미지 센서 시스템를 포함한다. 실시예는 가시 스펙트럼 영역에 대응하는 제1 대역통과 영역; 적외선의 제1 부분에 대응하는 제1 대역차단 스펙트럼 영역; 및 적외선의 제2 부분에 대응하는 제2 대역통과 스펙트럼 영역을 포함한다. 실시예는 주로 가시광선 파장 장면을 검출하는 제1 기간을 사용하는 것; 및 가시광선 파장 장면과 액티브하게 조명된 적외선 장면의 합을 검출하는 제2 기간 동안 제2 대역통과 영역 내의 액티브 조명을 이용하는 것; 및 주로 액티브하게 조명된 적외선 장면을 추론하기 위해 제2 기간 동안 취득된 화상들 사이의 차이를 이용하는 것을 포함한다. 실시예는 제2 기간 동안 구조화된 광을 사용하는 것을 포함한다. 실시예는 적외선의 구조화된 광을 이용하는 것을 포함한다. 실시예는 장면에 대한 깊이 정보를 추론하기 위해 구조화된 광 이미지를 사용하는 것을 포함하고; 구조화된 광 이미지에 기초하여 취득된 깊이에 관한 정보를 사용하여 가시 이미지를 태깅 또는 조작는 것을 포함한다.
실시예에서, 추론된 제스처는 1회의 썸-업(thumb-up); 2회의 썸-업; 1회의 핑거 스와이프(finger swipe); 2회의 핑거 스와이프; 3회의 핑거 스와이프; 4회의 핑거 스와이프; 1회의 썸 플러스 1회의 핑거 스와이프; 1회의 썸 플러스 2회의 핑거 스와이프 등을 포함할 수 있다. 실시예에서, 추론된 제스처는 제1 방향으로 제1 디짓(digit)의 이동; 및 실질적으로 반대 방향으로 제2 디짓의 이동을 포함할 수 있다. 추론된 제스처는 티클(tickle)을 포함할 수 있다.
물체 상에 입사하는 광의 강도의 감지는 다양한 애플리케이션들에서 이용될 수 있다. 하나의 그러한 애플리케이션은 물체 상에 입사하는 주변광 레벨들의 추정을 포함하며, 이에 따라 물체 자신의 광 방출 강도가 적절히 선택될 수 있다. 셀폰, 개인 휴대 단말기, 스마트폰 등과 같은 모바일 디바이스들에서는, 배터리 수명, 따라서 전력 소비의 저감이 중요하다. 이와 동시에, LCD 또는 픽셀형 LED에 기초하는 것들과 같은 디스플레이 등의 사용을 통한 정보의 시각적 표시도 필요할 수 있다. 이러한 시각적 정보가 표시되는 강도는 장면의 주변 조명에 적어도 부분적으로 의존한다. 예를 들어, 매우 밝은 주변 조명에서는, 디스플레이의 시각적 효과 또는 이미지가 배경 광 레벨 위에 명확히 나타나게 하기 위해 일반적으로 디스플레이에 의해 더 높은 광 강도가 방출되는 것이 필요하다. 주변 조명이 더 약할 때는, 디스플레이로부터 더 낮은 레벨의 광을 방출함으로써 배터리 전력을 덜 소비하는 것이 가능하다.
결과적으로, 디스플레이 영역에서 또는 그 근처에서 광 레벨을 감지하는 것이 중요하다. 종종, 기존의 광 감지 방법들은 종종 작은 면적의 단일 또는 매우 적은 광센서를 포함한다. 이것은 특히 해당 디바이스의 주변 조명이 공간적으로 불균일할 때 주변 조명 레벨들의 추정에 있어서 바람직하지 않은 편차들 및 에러들을 유발할 수 있다. 예를 들어, 물체들을 차단하거나 부분적으로 차단함으로 인한 그림자들은 - 이들이 하나 또는 소수의 감지 요소를 차단하는 경우에 - 디스플레이 강도가 진정한 평균 조명 조건들에서 바람직한 것보다 덜 밝게 한다.
실시예들은 광 레벨들의 결정을 정확하게 허가하는 센서 또는 센서들의 실현을 포함한다. 실시예들은 용해 처리 흡광 재료들을 이용하여 실현된 적어도 하나의 센서를 포함한다. 실시예들은 콜로이드 양자 도트 필름들이 주요 흡광 소자를 구성하는 센서들을 포함한다. 실시예들은 신호가 수동형 센서와 변환에 사용되는 전기 신호들의 변조를 이용하는 액티브 전자장치 간의 거리를 통해 이동할 때 신호 내의 잡음의 존재를 줄이거나 완화하는, 센서 상에 충돌하는 광 레벨에 관한 신호들의 운반을 위한 시스템들을 포함한다. 실시예들은 (1) 흡광 감지 소자; (2) 감지 소자 상에 충돌하는 광 강도에 관한 신호들의 운반을 위한 전기 상호접속; 및 (3) 흡광 감지 소자로부터 떨어져 있고, 전기 상호접속을 통해 그에 접속되며, 전기 상호접속을 통해 감지 신호의 저잡음 운반을 달성하는 회로를 포함하는 시스템들을 포함한다. 실시예들은 상호접속의 길이가 1 센티미터보다 큰 시스템들을 포함한다. 실시예들은 상호접속이 특수 차폐를 요구하지 않지만 실질적으로 유용한 신호 대 잡음 레벨들을 달성하는 시스템들을 포함한다.
실시예들은 컴퓨팅 디바이스의 디스플레이 영역을 조명하는 평균 컬러 온도를 추정하기 위해 단독으로 또는 결합하여 사용되는 센서들 또는 센서 시스템들을 포함한다. 실시예들은 예를 들어 약 ±20도 내지 수직 입사 또는 약 ±30도 내지 수직 입사 또는 약 ±40도 내지 수직 입사 범위 이상의 큰 넓은 각도 범위로부터 광을 수신하는 센서들 또는 센서 시스템들을 포함한다. 실시예들은 적어도 두 가지 타입의 광학 필터들, 즉 주로 제1 스펙트럼 대역을 통과하는 제1 타입 및 주로 제2 스펙트럼 대역을 통과하는 제2 타입을 포함하는 센서들 또는 센서 시스템들을 포함한다. 실시예들은 디스플레이 영역 또는 디스플레이 영역에 가까운 영역을 조명하는 컬러 온도를 추정하기 위해 적어도 두 가지 타입의 광학 필터들을 이용하는 적어도 2개의 센서로부터의 정보를 이용하는 것을 포함한다.
실시예들은 적어도 두 가지 타입의 센서들을 이용하는 시스템들을 포함한다. 실시예들은 제1 감광 재료로 구성되는 제1 타입 및 제2 감광 재료로 구성되는 제2 타입을 포함한다. 실시예들은 제1 스펙트럼 대역의 광을 흡수 및 변환하도록 구성되는 제1 감광 재료 및 제2 스펙트럼 대역을 변환하도록 구성되는 제2 감광 재료를 포함한다. 실시예들은 제1 평균 직경을 갖는 복수의 나노 입자를 이용하는 제1 감광 재료 및 제2 평균 직경을 갖는 복수의 나노 입자를 이용하는 제2 감광 재료를 포함한다. 실시예들은 약 1nm 내지 약 2nm 범위 내의 제1 직경 및 약 2nm보다 큰 제2 직경을 포함한다.
실시예들은 감광 재료를 잉크젯 프린팅을 포함하는 컴퓨팅 디바이스 내에 또는 상에 통합하는 방법들을 포함한다. 실시예들은 노즐을 이용하여, 정의된 영역 위에 감광 재료를 도포하는 단계를 포함한다. 실시예들은 전극들을 이용하여 주요 광 감지 영역을 정의하는 단계를 포함한다. 실시예들은 컴퓨팅 디바이스 내에 또는 상에 통합되는 광 감지 디바이스들을 제조하는 방법들을 포함하며, 이 방법들은 제1 전극을 정의하는 단계; 제2 전극을 정의하는 단계; 제1 및 제2 전극과 전기적으로 통하는 광 감지 영역을 정의하는 단계를 포함한다. 실시예들은 컴퓨팅 디바이스 내에 또는 상에 통합되는 광 감지 디바이스들을 제조하는 방법들을 포함하며, 이 방법들은 제1 전극을 정의하는 단계; 광 감지 영역을 정의하는 단계; 및 제2 전극을 정의하는 단계를 포함하고, 광 감지 영역은 제1 및 제2 전극과 전기적으로 통한다.
실시예들은 적어도 두 가지 타입의 센서들을 잉크젯 프린팅을 이용하여 컴퓨팅 디바이스 내에 또는 상에 통합하는 것을 포함한다. 실시예들은 제1 스펙트럼 대역의 광을 흡수 및 변환하도록 구성되는 제1 감광 재료를 포함하는 제1 저장소를 이용하고, 제2 스펙트럼 대역의 광을 흡수 및 변환하도록 구성되는 제2 감광 재료를 포함하는 제2 저장소를 이용하는 것을 포함한다.
실시예들은 임의의 외부 간섭을 실질적으로 억압하기 위해 차동 또는 변조 시그널링을 이용하는 것을 포함한다. 실시예들은 어두운 배경 잡음을 감산하는 것을 포함한다.
실시예들은 도 7에 도시된 차동 시스템을 포함한다. 도 7은 광 감지 동작들에 관한 외부 간섭들을 줄이기 위한 3-전극 차동-레이아웃 시스템(700)의 일 실시예를 도시한다. 3-전극 차동-레이아웃 시스템(700)은 3개의 전극(701, 703, 705) 모두를 커버하는 감광 재료를 포함하는 것으로 도시된다. 차광 재료(707)(흑색)는 제1 전극(701) 및 제2 전극(703)을 이용하여 전기적으로 액세스되는 영역에서 광이 감광 재료 상에 충돌하는 것을 막는다. 실질적으로 투명한 재료(709)(투명)는 제2 전극(703) 및 제3 전극(705)을 이용하여 전기적으로 액세스되는 실질적으로 다른 영역에서 광이 감광 재료 상에 충돌하는 것을 허가한다. 투명-커버된 전극 쌍 및 흑색-커버된 전극 쌍을 통해 흐르는 전류의 차이는 광전류와 동일하며, 즉 이 차이는 어떠한 다크 전류도 포함하지 않는 대신, 임의의 다크 오프셋이 실질적으로 제거되어 광 강도에 비례한다.
실시예들은 아래와 같이 3-전극 시스템의 사용을 포함한다. 각각의 전극은 금속 와이어로 구성된다. 흡광 재료가 금속 와이어와 전기적으로 통할 수 있다. 실시예들은 흡광 재료를 공기, 물, 습기, 먼지 및 오물과 같은 주변 환경 조건들로부터 보호하는 실질적으로 투명한 재료를 이용하여 흡광 재료를 캡슐화하는 것을 포함한다. 3개의 전극 중 중간 전극은 전압 V1로 바이어스될 수 있으며, 통상적인 전압의 일례는 약 0 V이다. 2개의 바깥 전극은 전압 V2로 바이어스될 수 있으며, 통상적인 값은 약 3 V이다. 실시예들은 감광 재료 상의 광의 입사를 실질적으로 방지하거나 줄이는 차광 재료를 이용하여 디바이스의 일부를 커버하는 것을 포함한다.
차광 재료는 한 쌍의 전극이 광에 거의 또는 전혀 노출되지 않는 것을 보증한다. 이 쌍은 다크 또는 기준 전극 쌍으로 지칭된다. 나머지 전극 쌍 위의 투명 재료의 사용은 광이 입사하는 경우에 광이 실질적으로 감광 재료 상에 입사하는 것을 보증한다. 이 쌍은 광 전극 쌍으로 지칭된다.
광 전극 쌍 및 다크 전극 쌍을 통해 흐르는 전류의 차이는 광전류와 동일하며, 즉 이 차이는 어떠한 다크 전류도 포함하지 않는 대신, 임의의 다크 오프셋이 실질적으로 제거되어 광 강도에 비례한다.
실시예들에서, 이러한 전극들은 트위스트 페어 형태로 와이어링된다. 이러한 방식으로, 외부 소스들로부터의 공통-모드 잡음이 저감 또는 완화된다. 도 8을 참조하면, 트위스트 페어 레이아웃(800)을 갖는 전극들(801, 803, 805)에서, 트위스트 페어 구성의 평면 유사체의 사용은 외부 소스들로부터의 공통-모드 잡음의 저감 또는 완화를 유발한다.
다른 실시예에서는, 바이어싱이 사용될 수 있으며, 따라서 차광층이 필요하지 않을 수 있다. 3개의 전극은 3개의 전압 V1, V2 및 V3으로 바이어스될 수 있다. 일례에서, V1 = 6 V, V2 = 3 V, V3 = 0 V이다. 6 V와 3 V 사이의 광센서 및 0 V와 3 V 사이의 광센서는 6 V와 0 V 사이에서 판독될 때 반대 방향의 전류들을 생성할 것이다. 이어서, 결과적인 차동 신호가 트위스트 페어 방식으로 전달된다.
실시예들에서, 전극 레이아웃 자체가 트위스트되어, 센서 내의 잡음-저항을 더 개선할 수 있다. 이 경우, 하나의 전극이 다른 전극과 교차할 수 있는 아키텍처가 사용된다.
실시예들에서, 전기 바이어스 변조가 이용될 수 있다. 한 쌍의 전극 사이에서 교류 바이어스가 이용될 수 있다. 흐르는 광전류는 시간-가변 전기 바이어싱의 시간적 변화를 실질적으로 모방할 것이다. 판독 전략들은 저잡음 전기 신호를 생성하기 위한 필터링을 포함한다. 바이어싱의 시간적 변화들은 사인파, 사각파 또는 다른 주기적인 프로파일들을 포함한다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 시간-변조 바이어싱(900)의 일 실시예에서, 변조 주파수를 갖지 않는 외부 잡음을 줄이기 위해 전극들에 신호(901)가 인가된다. 신호를 적시에 변조하는 것은 변조 주파수를 갖지 않는 외부 잡음의 제거를 가능하게 한다.
실시예들은 차동 레이아웃 전략과 변조 전략을 결합하여 신호 대 잡음 레벨들의 추가적인 개선을 달성하는 것을 포함한다.
실시예들은 상이한 형상들, 크기들 및 스펙트럼 응답(예로서, 상이한 컬러들에 대한 감도들)을 갖는 다양한 센서들을 이용하는 것을 포함한다. 실시예들은 다중 레벨 출력 신호들을 생성하는 것을 포함한다. 실시예들은 적절한 회로들 및 알고리즘들을 이용하여 신호들을 처리하여 입사 광의 스펙트럼 및/또는 다른 특성들에 대한 정보를 재구성하는 것을 포함한다.
개시되는 본 발명의 장점들은 다른 방식으로 가능한 것보다 먼 거리에 걸치는 광 강도에 대한 정확한 정보의 전달을 포함한다. 장점들은 결과적으로 더 낮은 광 레벨들의 검출을 포함한다. 장점들은 더 넓은 범위의 가능한 광 레벨들의 감지를 포함한다. 장점들은 다크 기준이 본 명세서에서 설명되는 차동 방법들을 이용하여 감산될 때 특히 제공되는 장점인, 더 넓은 범위의 온도들에 걸친 성공적인 광 강도 결정을 포함한다.
실시예들은 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극을 포함하는 광센서를 포함한다. 흡광 반도체가 제1, 제2 및 제3 전극들 각각과 전기적으로 통한다. 차광 재료가 제2 및 제3 전극들 사이에 위치하는 흡광 반도체의 부분 상으로의 광의 입사를 실질적으로 감쇠시키며, 제2 전극과 제1 및 제3 전극들 사이에 전기 바이어스가 인가되고, 제2 전극을 통해 흐르는 전류는 센서 상에 입사하는 광과 관련된다.
실시예들은 제1 전극, 제2 전극 및 전극들과 전기적으로 통하는 흡광 반도체를 포함하는 광센서를 포함하며, 제1 및 제2 전극들 사이에는 시간-가변 전기 바이어스가 인가되고, 전극들 사이에 흐르는 전류는 시간-가변 전기 바이어스 프로파일에 따라 필터링되며, 전류의 결과적인 성분은 센서 상에 입사하는 광과 관련된다.
실시예들은 제1, 제2 및 제3 전극들이 금, 백금, 팔라듐, 은, 마그네슘, 망간, 텅스텐, 티타늄, 질화 티타늄, 이산화 티타늄, 산질화 티타늄, 알루미늄, 칼슘 및 납으로부터 선택된 재료로 구성되는 상기 실시예들을 포함한다.
실시예들은 흡광 반도체가 PbS, PbSe, PbTe, SnS, SnSe, SnTe, CdS, CdSe, CdTe, Bi2S3, In2S3, In2S3, In2Te3, ZnS, ZnSe, ZnTe, Si, Ge, GaAs, 폴리피롤, 펜타센, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리헥실티오펜 및 페닐-C61-부티르산 메틸 에스테르로부터 취해진 재료들을 포함하는 상기 실시예들을 포함한다.
실시예들은 바이어스 전압들이 약 0.1 V보다 크고 약 10 V보다 작은 상기 실시예들을 포함한다. 실시예들은 전극들이 서로 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛의 거리만큼 이격된 상기 실시예들을 포함한다.
실시예들은 광 감지 영역과 바이어싱 및 판독에 사용되는 액티브 회로 사이의 거리가 약 1 cm보다 크고 약 30 cm보다 작은 상기 실시예들을 포함한다.
이미징 등을 통한 장면에 관한 시각적 정보의 캡처가 소정 범위의 응용 분야들에서 요구된다. 예를 들어, 이미징 시스템과 해당 장면 사이에 위치하는 매체의 광학적 특성들은 광 흡수, 광 산란 또는 이들 양자를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 광 흡수 및/또는 광 산란은 제1 스펙트럼 범위에서 제2 스펙트럼 범위에 비해 더 강하게 발생할 수 있다. 예를 들어, 강하게 흡수 또는 산란하는 제1 스펙트럼 범위는 약 470 nm 내지 약 630 nm의 가시 스펙트럼 범위의 일부 또는 전부를 포함할 수 있으며, 더 약하게 흡수 또는 산란하는 제2 스펙트럼 범위는 약 650 nm 내지 약 24 ㎛ 파장의 범위에 걸치는 적외선의 부분들을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 약 650 nm 파장보다 긴 파장들에 대해 감도를 갖는 이미지 센서 어레이를 제공함으로써 이미지 품질이 증대될 수 있다.
실시예들에서, 이미지 시스템은 두 가지 모드, 즉 가시광선 파장 이미징을 위한 제1 모드 및 적외선 이미징을 위한 제2 모드에서 동작할 수 있다. 실시예들에서, 제1 모드는 이미지 센서 상으로의 일부 적외선 파장들의 광의 입사를 실질적으로 차단하는 필터를 이용할 수 있다.
이제, 도 10을 참조하면, 다양한 이미징 애플리케이션들에서 사용될 수 있는 필터의 투과율 스펙트럼(1000)의 일 실시예가 도시된다. 가시 스펙트럼 영역(1001) 내의 파장들이 실질적으로 투과되어, 가시광선 파장 이미징을 가능하게 한다. 약 750 nm 내지 약 1450 nm의 적외선 대역들(1003) 내의 그리고 또한 약 1600 nm를 초과하는 영역(1007) 내의 파장들은 실질적으로 차단되어, 주변 적외선 조명과 관련된 이미지들의 영향을 줄인다. 약 1450 nm 내지 약 1600 nm의 적외선 대역(1005) 내의 파장들은 실질적으로 투과되어, 이 대역 내에 주요 스펙트럼 전력을 갖는 액티브 소스가 턴온될 때 적외선 파장 이미징을 가능하게 한다.
실시예들에서, 이미징 시스템은 두 가지 모드, 즉 가시광선 파장 이미징을 위한 제1 모드 및 적외선 이미징을 위한 제2 모드에서 동작할 수 있다. 실시예들에서, 시스템은 광학 필터를 사용할 수 있으며, 이 필터는 두 가지 모드 각각에서 적소에 유지되고, 제1 적외선 스펙트럼 대역에 걸치는 광의 입사를 실질적으로 차단하며, 제2 적외선 스펙트럼 대역에 걸치는 광의 입사를 실질적으로 통과시킨다. 실시예들에서, 차단되는 제1 적외선 스펙트럼 대역은 약 700 nm 내지 약 1450 nm에 걸칠 수 있다. 실시예들에서, 실질적으로 차단되지 않는 제2 적외선 스펙트럼 대역은 약 1450 nm에서 시작될 수 있다. 실시예들에서, 실질적으로 차단되지 않는 제2 적외선 스펙트럼 대역은 약 1600 nm에서 끝날 수 있다. 실시예들에서, 적외선 이미징을 위한 제2 모드에서, 실질적으로 차단되지 않는 제2 적외선 스펙트럼 대역 내의 전력을 포함하는 능동 조명이 이용될 수 있다. 실시예들에서, 제1 모드에서의 이미지 캡처를 통해 실질적 가시광선 파장의 이미지가 획득될 수 있다. 실시예들에서, 제2 모드에서의 이미지 캡처를 통해 실질적으로 능동적 적외선 조명되는 이미지가 획득될 수 있다. 실시예들에서, 제1 모드 동안 획득된 이미지의 감산에 의해 지원되는 제2 모드에서의 이미지 캡처를 통해 실질적으로 능동적 적외선 조명되는 이미지가 획득될 수 있다. 실시예들에서, 제1 모드와 제2 모드 사이의 주기적 적시 교대가 이용될 수 있다. 실시예들에서, 비적외선 조명과 능동적 적외선 조명 사이의 주기적 적시 교대가 이용될 수 있다. 실시예들에서, 실질적 가시광선 파장 이미지의 보고와 실질적 능동 조명 적외선 이미지의 보고 사이의 주기적 적시 교대가 이용될 수 있다. 실시예들에서, 가시광선 파장 이미지 및 적외선 파장 이미지에 관한 정보를 오버레이 방식으로 표시하는 복합 이미지가 생성될 수 있다. 실시예들에서, 가시광선 파장 이미지를 표현하기 위해 청색과 같은 제1 가시광선 파장 컬러를 이용하고, 능동 조명 적외선 파장 이미지를 오버레이 방식으로 표현하기 위해 적색과 같은 제2 가시광선 파장 컬러를 이용하는 복합 이미지가 생성될 수 있다.
이미지 센서들에서, 조명의 부재시에도(어둠 속에서도) 0이 아닌 불균일한 이미지가 존재할 수 있다. 제거되지 않을 경우에 어두운 이미지들은 조명된 이미지들의 표시에서 왜곡 및 잡음을 유발할 수 있다.
실시예들에서, 어둠 속에 존재하는 신호를 표현하는 이미지가 획득될 수 있다. 실시예들에서, 조명된 이미지와 어두운 이미지 간의 차이를 나타내는 이미지가 이미징 시스템의 출력에서 제공될 수 있다. 실시예들에서, 어두운 이미지는 전기 바이어싱을 이용하여 광에 대한 이미지 센서의 감도를 줄임으로써 획득될 수 있다. 실시예들에서, 이미지 센서 시스템은 제1 바이어싱 스킴과 함께 제1 시간 간격을 이용하여 실질적으로 어두운 이미지를 획득하고, 제2 바이어싱 스킴과 함께 제2 시간 간격을 이용하여 밝은 이미지를 획득할 수 있다. 실시예들에서, 이미지 센서 시스템은 실질적으로 어두운 이미지를 메모리에 저장할 수 있으며, 저장된 실질적으로 어두운 이미지를 이용하여, 밝은 이미지와 실질적으로 어두운 이미지 간의 차이를 나타내는 이미지를 제공할 수 있다. 실시예들은 이 방법을 이용하여 왜곡을 줄이고, 잡음을 줄이는 것을 포함한다.
실시예들에서, 리셋 후에 존재하는 신호를 나타내는 제1 이미지가 획득될 수 있고, 통합 시간 후에 존재하는 신호를 나타내는 제2 이미지가 획득될 수 있으며, 2개의 이미지 간의 차이를 나타내는 이미지가 제공될 수 있다. 실시예들에서, 메모리를 이용하여, 2개의 입력 이미지 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 실시예들에서, 결과적인 차이 이미지는 상관된 더블 샘플링 잡음과 일치하는 시간적 잡음 특성들을 제공할 수 있다. 실시예들에서, sqrt(kTC) 잡음에 의해 부과되는 것보다 훨씬 적은 등가적인 시간적 잡음을 갖는 이미지가 제공될 수 있다.
실시예들은 어두운 감산된 이미지를 사용자에게 빠르게 제공하기 위한 어두운 이미지 및 밝은 이미지의 고속 판독, 메모리에 대한 고속 액세스 및 고속 이미지 처리를 포함한다.
실시예들은 사용자가 이미지가 획득되어야 한다고 지시한 것과 이미지 획득과 관련된 통합 주기 사이의 간격이 약 1초 미만인 카메라 시스템을 포함한다. 실시예들은 이미지 센서와 프로세서 사이에 메모리 소자를 포함하는 카메라 시스템을 포함한다.
실시예들은 샷들 사이의 시간이 약 1초 미만인 카메라 시스템을 포함한다.
실시예들은, 제1 이미지가 획득되어 메모리에 저장되고, 제2 이미지가 획득되며, 제1 이미지 및 제2 이미지로부터의 정보를 이용하는 프로세서가 이미지를 생성하는 데 사용되는 카메라 시스템을 포함한다. 실시예들은 제1 이미지 및 제2 이미지로부터의 정보를 결합함으로써 높은 동적 범위를 갖는 이미지를 생성하는 것을 포함한다. 실시예들은, 제1 이미지가 제1 초점을 갖고, 제2 이미지가 제2 초점을 가지며, 제1 이미지 및 제2 이미지로부터 더 높은 등가적인 초점 심도를 갖는 이미지를 생성하는 것을 포함한다.
더 뜨거운 물체들은 더 차가운 물체들보다 더 짧은 파장들에서 더 높은 스펙트럼 전력 밀도를 방출한다. 따라서, 제1 대역에서의 전력과 제2 대역에서의 전력의 비율들에 기초하여 장면 내에서 이미징되는 물체들의 상대 온도들에 관한 정보가 추출될 수 있다.
실시예들에서, 이미지 센서는 주로 제1 스펙트럼 대역 내에서 광을 감지하도록 구성되는 픽셀들의 제1 세트; 및 주로 제2 스펙트럼 대역 내에서 광을 감지하도록 구성되는 픽셀들의 제2 세트를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제1 및 제2 세트들의 근접 픽셀들로부터의 정보를 결합하는 추론된 이미지가 보고될 수 있다. 실시예들에서, 제1 및 제2 세트들의 근접 픽셀들로부터의 신호들의 비율을 제공하는 추론된 이미지가 보고될 수 있다.
실시예들에서, 이미지 센서는 물체 온도를 추정하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 가시광선 파장 이미지들을 획득하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 이미지 처리를 이용하여, 추정된 상대 물체 온도를 표현하는 이미지를 가시광선 파장 이미지 위에 거짓 컬러링할 수 있다.
실시예들에서, 이미지 센서는 약 2 ㎛ x 2 ㎛보다 작은 선형 디멘전들을 갖는 적어도 하나의 픽셀을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 이미지 센서는 제1 스펙트럼 대역 내에서 감지를 제공하는 제1 층 및 제2 스펙트럼 대역에서 감지를 제공하는 제2 층을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 가시 이미지들을 이용하여 장면의 사용자들에게 친숙한 표현을 제공할 수 있으며, 적외선 이미지들은 추가 정보, 예를 들어 온도 또는 안료에 관한 정보를 제공할 수 있거나, 안개, 아지랑이, 연기 또는 직물과 같은 산란 및/또는 가시-흡수 매체들을 통한 투과를 가능하게 할 수 있다.
예를 들어, 단일 이미지 센서를 이용하여 가시 및 적외선 이미지들 양자를 획득하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 이에 따라 가시 및 적외선 이미지들 사이의 정합이 상당히 간단해진다.
실시예들에서, 이미지 센서는 단일 클래스의 흡광 감광 재료를 이용할 수 있으며, 그 위에 그를 통한 광의 스펙트럼 선택적 투과를 담당하는, 필터라고도 알려진 패턴화된 층을 사용할 수 있다. 실시예들에서, 흡광 감광 재료는 가시, 및 적외선 스펙트럼 영역들의 적어도 일부 양자에 걸치는 높은 양자 효율의 광 감지를 제공할 수 있다. 실시예들에서, 패턴화된 층은 단일 이미지 센서 회로 상에 가시-파장 픽셀 영역들 및 적외선-파장 픽셀 영역들 양자를 가능하게 할 수 있다.
실시예들에서, 이미지 센서는 흡광 감광 재료들의 2개의 클래스, 즉 파장들의 제1 범위를 흡수 및 감지하도록 구성되는 제1 재료; 및 파장들의 제2 범위를 흡수 및 감지하도록 구성되는 제2 재료를 사용할 수 있다. 제1 및 제2 범위들은 적어도 부분적으로 오버랩되거나, 오버랩되지 않을 수 있다.
실시예에서, 흡광 감광 재료의 2개의 클래스는 이미지 센서의 상이한 영역에 배치될 수 있다. 실시예에서, 리소그래피 및 에칭이 어느 흡광 감광 재료를 사용하여 어느 영역이 커버되는지를 정의하는데 채용될 수 있다. 실시예에서, 잉크젯 프린팅이 어느 흡광 감광 재료를 사용하여 어느 영역이 커버되는지를 정의하는데 채용될 수 있다.
실시예에서, 흡광 감광 재료의 2개의 클래스는 수직으로 서로 상부에 적층될 수 있다. 실시예에서, 하부층은 적외선 및 가시광선 모두를 감지할 수 있고 상부층은 주로 가시광선을 감지할 수 있다.
실시예에서, 광학 감응 디바이스는 제1 전극; 제1 흡광 감광 재료; 제2 흡광 감광 재료; 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 전기 바이어스는 제1 전극과 제2 전극 사이에 제공될 수 있어서, 포토캐리어(photocarrier)들은 주로 제1 흡광 감광 재료로부터 효율적으로 수집된다. 실시예에서, 제2 전기 바이어스는 제1 전극과 제2 전극 사이에 제공될 수 있어서, 포토캐리어들은 주로 제2 흡광 감광 재료로부터 효율적으로 수집된다. 실시예에서, 제1 전기 바이어스는 주로 제1 광 파장에 대한 감도를 산출할 수 있다. 실시예에서, 제2 전기 바이어스는 주로 제2 광 파장에 대한 감도를 산출할 수 있다. 실시예에서, 제1 광 파장은 적외선이 될 수 있고, 제2 광 파장은 가시광선이 될 수 있다. 실시예에서, 픽셀들의 제1 세트에 제1 바이어스가 제공될 수 있고, 픽셀들의 제2 세트에 제2 바이어스가 제공될 수 있으며, 픽셀들의 제1 세트는 제1 광 파장에 주로 응답하고, 픽셀들의 제2 세트는 제2 광 파장에 주로 응답하는 것을 보장한다.
실시예에서, 제1 전기 바이어스는 제1 기간 동안 제공될 수 있고, 제2 전기 바이어스는 제2 기간 동안 제공될 수 있어서, 제1 기간 동안 획득된 이미지는 주로 제1 광 파장에 대한 정보를 제공하고, 제2 기간 동안 획득된 이미지는 주로 제2 광 파장에 대한 정보를 제공한다. 실시예에서, 두 기간들 동안 획득된 정보는 단일 이미지로 결합될 수 있다. 실시예에서, 거짓 컬러(false-color)는 보고된 단일 이미지에서, 각각의 두 기간 동안 획득된 정보를 나타내는 데에 사용될 수 있다.
실시예에서, 초점면 어레이는 주어진 바이어스에서 실질적으로 횡방향으로 균일한 스펙트럼 응답을 갖고, 바이어스에 의존하는 스펙트럼 응답을 갖는, 실질적으로 횡방향 공간적으로 균일한 필름으로 구성될 수 있다. 실시예에서, 공간적으로 불균일한 바이어스가 인가될 수 있는데, 예를 들어, 상이한 픽셀 영역은 상이하게 필름을 바이어싱할 수 있다. 실시예에서, 주어진 공간 의존적인 바이어스 구성에서, 상이한 픽셀들은 상이한 스펙트럼 응답을 제공할 수 있다. 실시예에서, 픽셀들의 제1 클래스는 주로 광의 가시광선 파장에 응답하는 반면, 픽셀들의 제2 클래스는 주로 광의 적외선 파장에 응답할 수 있다. 실시예에서, 픽셀들의 제1 클래스는 주로 청색과 같은 하나의 가시광선 파장 색에 응답할 수 있고, 픽셀들의 제2 클래스는 주로 녹색과 같은 다른 가시광선 파장 색에 응답할 수 있고, 픽셀들의 제3 클래스는 주로 적색과 같은 다른 가시광선 파장 색에 응답할 수 있다.
실시예에서, 이미지 센서는, 리드아웃(readout) 집적 회로, 제1 클래스의 적어도 하나의 픽셀 전극, 제2 클래스의 적어도 하나의 픽셀 전극, 광학 감응 재료의 제1층 및 광학 감응 재료의 제2층을 포함할 수 있다. 실시예에서, 이미지 센서는 제1 픽셀 전극 클래스에 대한 제1 바이어스의 인가, 및 제2 픽셀 전극 클래스에 대한 제2 바이어스의 인가를 채용할 수 있다.
실시예에서, 제1 픽셀 전극 클래스에 대응하는 픽셀 영역들은 제1 스펙트럼 응답을 나타낼 수 있고, 제2 픽셀 전극 클래스에 대응하는 픽셀 영역들은 제2 스펙트럼 응답을 나타낼 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 스펙트럼 응답들은 상당히 상이하다. 실시예에서, 제1 스펙트럼 응답은 가시광선 파장 영역에 실질적으로 한정될 수 있다. 실시예에서, 제2 스펙트럼 응답은 가시광선 파장 영역에 실질적으로 한정될 수 있다. 실시예에서, 제2 스펙트럼 응답은 가시광선 스펙트럼 영역의 부분 및 적외선 스펙트럼 영역의 부분을 모두 포함할 수 있다.
실시예에서, 낮은 다크 전류와 결합하는 높은 양자 효율을 갖는 이미지 센서를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
실시예에서, 디바이스는 제1 전극, 제1 선택가능 스페이서, 흡광 재료, 제2 선택가능 스페이서, 및 제2 전극으로 구성될 수 있다.
실시예들에서, 제1 전극은 전자들을 추출하는데 이용될 수 있다. 실시예들에서, 제1 선택가능 스페이서는 전자들의 추출을 촉진하고, 정공들의 주입을 차단하는데 이용될 수 있다. 실시예들에서, 제1 선택가능 스페이서는 전자-운반 층일 수 있다. 실시예들에서, 흡광 재료는 반도체 나노 입자들을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제2 선택가능 스페이서는 정공들의 추출을 촉진하고, 전자들의 주입을 차단하는데 이용될 수 있다. 실시예들에서, 제2 선택가능 스페이서는 정공 운반 층일 수 있다.
실시예들에서, 제1 선택가능 스페이서만이 채택될 수 있다. 실시예들에서, 제1 선택가능 스페이서는 TiO2, ZnO, ZnS의 리스트로부터 선택될 수 있다. 실시예들에서, 제2 선택가능 스페이서는 NiO일 수 있다. 실시예들에서, 제1 및 제2 전극은 동일한 재료를 이용하여 만들어질 수 있다. 실시예들에서, 제1 전극은 TiN, W, Al, Cu의 리스트로부터 선택될 수 있다. 실시예들에서, 제2 전극은 ZnO, Al:ZnO, ITO, MoO3, Pedot, Pedot:PSS의 리스트로부터 선택될 수 있다.
실시예들에서, 광 감지 소자가 제1 구간 동안 포토캐리어들을 축적하고, 제2 구간 동안 포토캐리어들을 회로 내의 다른 노드로 전송하도록 구성될 수 있는 이미지 센서를 구현하는 것이 바람직할 수 있다.
실시예들은 제1 전극; 감광 재료; 차단층; 및 제2 전극을 포함하는 디바이스를 포함한다.
실시예들은, 포토캐리어들이 제1 차단층 쪽으로 운반되도록 통합 기간으로 알려진 제1 구간 동안 디바이스를 전기적으로 바이어싱하는 것을 포함하며, 포토캐리어들은 통합 기간 동안 차단층과의 인터페이스 근처에 저장된다.
실시예들은, 전송 기간으로 알려진 제2 구간 동안 디바이스를 전기적으로 바이어싱하는 것을 포함하는데, 전송 기간 동안 저장된 포토캐리어들이 회로 내의 다른 노드로 추출되도록 한다.
실시예들은, TiN, W, Al, Cu의 리스트로부터 선택된 제1 전극을 포함한다. 실시예들에서, 제2 전극은 ZnO, Al:ZnO, ITO, MoO3, Pedot, Pedot:PSS의 리스트로부터 선택될 수 있다. 실시예들에서, 차단층은 HfO2, Al2O3, NiO, TiO2, ZnO의 리스트로부터 선택될 수 있다.
실시예들에서, 통합 기간 동안의 바이어스 극성은 전송 기간 동안의 극성과 반대일 수 있다. 실시예들에서, 통합 기간 동안의 바이어스는 전송 기간 동안과 동일한 극성일 수 있다. 실시예들에서, 전송 기간 동안의 바이어스의 진폭은 통합 기간 동안의 진폭보다 더 클 수 있다.
실시예들은, 광학 감응 재료가 실리콘 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 하는 광 센서를 포함한다. 실시예들은 트랜지스터에 연결된 게이트 전극, 광학 감응 재료, 제2 전극을 포함하는 디바이스를 포함한다. 실시예들은 게이트 전극과 광학 감응 재료 사이의 인터페이스에서의 광 전자들의 축적을 포함한다. 실시예들은 트랜지스터의 채널 내의 정공들의 축적을 야기하는 광 전자들의 축적을 포함한다. 실시예들은 조명의 결과로 인한 광 전자들에서의 변화의 결과로서 트랜지스터에서의 전류의 흐름에서의 변화를 포함한다. 실시예들은 광학 감응층에서의 광 전자 흐름에서의 변화의 매초당 전자에 대해 초당 1000 전자들보다 큰 트랜지스터에서의 전류의 흐름의 변화를 포함한다. 실시예들은, 전송 곡선에 악영향을 준 광자에 대한 트랜지스터 전류가 광자 플루엔스에 대해 서브 선형 의존성(sublinear dependence)을 가지며, 압축 및 강화된 동적 범위를 야기하는 포화 행위(saturation behavior)를 포함한다. 실시예들은, 트랜지스터 상의 노드에 바이어스를 인가함으로써 광학 감응층에서 전하를 리셋하는 것을 포함하며, 이는 리셋 기간 동안 게이트를 통한 전류 흐름을 야기한다.
실시예들은, 상기의 이미지 센서들, 카메라 시스템들, 제조 방법들, 알고리즘들 및 컴퓨팅 디바이스들의 조합들을 포함하며, 적어도 하나의 이미지 센서는 글로벌 전자 셔터 모드에서 동작 가능하다.
실시예들에서, 적어도 2개의 이미지 센서들 또는 이미지 센서 영역들은 각각 글로벌 셔터 모드에서 동작할 수 있고, 별개의 파장들의 이미지 또는 다른 각도들로부터의 이미지를 실질적으로 동시에 획득하는 것을 제공하거나, 상이한 구조화된 광을 채택하는 것을 제공할 수 있다.
실시예들은 아날로그 도메인에서 상관된(correlated) 더블-샘플링을 구현하는 것을 포함한다. 실시예들은 각각의 픽셀 내에 포함된 회로를 이용하여 이를 행하는 것을 포함한다. 도 11은 잡음 전력을 감소시키기 위해 각각의 픽셀 내에 채택될 수 있는 회로(1100)의 예시적인 개략도를 도시한다. 실시예들에서, 제1 캐패시터(1101; C1) 및 제2 캐패시터(1103; C2)는 도시된 바와 같이 조합으로 채택된다. 실시예들에서, 잡음 전력은 C2/C1의 비율에 따라 감소된다.
도 12는 실리콘으로 구현될 수 있는 광게이트/핀 다이오드 저장소(photoGate/pinned-diode storage)의 회로(1200)의 예시적인 개략도를 도시한다. 실시예들에서, 도시된 바와 같이 광게이트/핀 다이오드 저장소가 실리콘으로 구현된다. 실시예들에서, 저장소 핀 다이오드는 리셋 동안 완전히 고갈된다. 실시예들에서, (실시예들에서의 양자 입자 필름(quantum dot film)과 같은 광 센서의 캐패시턴스에 대응하는) C1은 일정한 바이어스를 바라본다.
실시예에서, 리드아웃 집적 회로와 통합되고 이를 사용하여 판독하는 감광 재료의 사용을 통해 광 감지가 가능해 질 수 있다. 동일물의 예시적인 실시예가 2010년 6월 8일에 둘 다 출원된 발명의 명칭이 "Stable, Sensitive Photodetectors and Image Sensors Made Therefrom Including Circuits for Enhanced Image Performance"인 미국 가출원번호 제61/352,409호, 및 발명의 명칭이 "Stable, Sensitive Photodetectors and Image Sensors Made Therefrom Including Processes and Materials for Enhanced Image Performance"인 미국 가출원번호 제61/352,410호에 포함되어 있으며, 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
절차들 및 장치들의 다양한 예시들은 각종 실시예들의 구성의 일반적인 이해를 제공하기 위한 것일 뿐, 본원에 개시된 구성들, 특징들, 및 재료들을 사용할 수 있는 장치들 및 방법들의 모든 요소들 및 특징들의 완전한 설명을 제공하기 위한 것은 아니다. 본원에 제공되는 개시된 요지의 독해 및 이해에 기초하여, 당업자는 각종 실시예들의 다른 조합 및 치환을 쉽게 떠올릴 수 있다. 추가적인 조합 및 치환은 모두 본 발명의 범주 내에 들어간다.
본 개시물의 요약서는 독자로 하여금 기술적 개시물의 성질을 빠르게 확인하게 해주기 위해 제공된다. 요약서는 청구항을 해석하거나 제한하기 위해 사용되지 않을 것에 대한 이해와 함께 제출된다. 또한, 상술한 발명의 설명에서, 개시의 간소화를 위해 각종 특징들이 단일한 실시예에 함께 그룹화된 것으로 볼 수 있다. 이러한 개시 방법은 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, 이하의 청구항은 본원에서 발명의 상세한 설명에 포함되는데, 각각의 청구항이 별도의 실시예로서 단독으로 존재하는 것이다.

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 컴퓨팅 디바이스로서,
    약 400nm 내지 약 650nm의 범위의 파장들을 이용하여 시각 정보를 전달하도록 구성된 디스플레이 영역; 및
    상기 디스플레이 영역에 통합된 적어도 하나의 광 센서
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 광 센서는 약 650nm보다 긴 파장들의 적외선 광을 이용하여 장면에 관한 시각 정보를 취득하도록 구성되는 컴퓨팅 디바이스.
  5. 이미징 시스템으로서,
    초점면 어레이;
    제1의 실질적 투과성 밴드 및 제2의 실질적 투과성 밴드를 갖는 광학 필터; 및
    액티브 일루미네이터
    를 포함하고,
    제1 시간 간격 동안 상기 초점면 어레이는 제1 이미지를 취득하고, 제2 시간 간격 동안 상기 액티브 일루미네이터는 턴 온되고, 상기 초점면 어레이는 제2 이미지를 취득하며, 제3 이미지는 상기 제2 이미지로부터 상기 제1 이미지를 감산함으로써 생성되도록 구성되고, 상기 제1 이미지와 상기 제3 이미지를 결합한 이미지를 디스플레이 시스템이 보여주는 이미징 시스템.
  6. 이미지 센서로서,
    리드아웃(read-out) 집적 회로;
    적어도 하나의 픽셀 전극;
    제1 밴드갭을 갖는 광학 감응층; 및
    제2 밴드갭을 갖는 광학 감응층
    을 포함하고,
    제1 시간 간격 동안 상기 적어도 하나의 픽셀 전극에 제1 바이어스가 인가되고, 제2 시간 간격 동안 상기 적어도 하나의 픽셀 전극에 제2 바이어스가 인가되며, 상기 제1 시간 간격 동안의 스펙트럼 응답은 상기 제2 시간 간격 동안의 스펙트럼 응답과는 실질적으로 상이한 이미지 센서.
  7. 이미지 센서로서,
    리드아웃 집적 회로;
    제1 클래스의 적어도 하나의 픽셀 전극;
    제2 클래스의 적어도 하나의 픽셀 전극;
    제1 밴드갭을 갖는 광학 감응층; 및
    제2 밴드갭을 갖는 광학 감응층
    을 포함하고,
    상기 제1 클래스의 적어도 하나의 픽셀 전극에 제1 바이어스가 인가되고, 상기 제2 클래스의 적어도 하나의 픽셀 전극에 제2 바이어스가 인가되며, 상기 제1 클래스의 적어도 하나의 픽셀 전극에서 수집되는 광전류의 스펙트럼 응답은 상기 제2 클래스의 적어도 하나의 픽셀 전극에서 수집되는 광전류의 스펙트럼 응답과는 실질적으로 상이한 이미지 센서.
  8. 이미지 센서로서,
    적어도 하나의 픽셀 전극과 통신하는 리드아웃 집적 회로
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 픽셀 전극은 광학 감응층과 통신하며, 제1 간격 동안 상기 이미지 센서는 포토캐리어들을 축적하고, 제2 간격 동안 상기 이미지 센서는 상기 리드아웃 집적 회로의 노드에 상기 포토캐리어들을 전송하는 이미지 센서.
  9. 광 센서로서,
    제1 전극;
    제2 전극;
    제3 전극;
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 각각과 전기 통신하는 흡광(light-absorbing) 반도체; 및
    상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 배치된 상기 흡광 반도체의 일부 상으로의 광의 입사를 실질적으로 감쇠시키는 광 차단(light-obscuring) 재료
    를 포함하고,
    상기 제2 전극과 상기 제1 및 제3 전극 사이에 전기 바이어스가 인가되며,
    상기 제2 전극을 통해 흐르는 전류는 상기 광 센서 상에 입사하는 상기 광에 관련되는 광 센서.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극은, 금, 백금, 팔라듐, 은, 마그네슘, 망간, 텅스텐, 티타늄, 질화 티타늄, 이산화 티타늄, 산질화 티타늄, 알루미늄, 칼슘 및 납을 포함하는 재료들의 리스트로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 광 센서.
  11. 제9항에 있어서, 상기 흡광 반도체는, PbS, PbSe, PbTe, SnS, SnSe, SnTe, CdS, CdSe, CdTe, Bi2S3, In2S3, In2Te3, ZnS, ZnSe, ZnTe, Si, Ge, GaAs, 폴리피롤, 펜타센, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리헥실티오펜 및 페닐-C61-부티르산 메틸 에스테르를 포함하는 재료들의 리스트로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 광 센서.
  12. 제9항에 있어서, 상기 전기 바이어스의 전압 레벨은 약 0.1V보다 크고 약 10V보다 작은 광 센서.
  13. 제9항에 있어서, 상기 전극들 각각은 약 1㎛와 약 20㎛ 사이의 거리만큼 서로 이격되는 광 센서.
  14. 제9항에 있어서, 바이어싱 및 판독에 이용되는 액티브 회로와 광 감지 영역 사이의 거리는 약 1cm보다 크고 약 30cm보다 작은 광 센서.
  15. 광 센서로서,
    제1 전극;
    제2 전극; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기 통신하는 흡광 반도체
    를 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 시변 전기 바이어스가 인가되고,
    상기 전극들 사이에 흐르는 전류는 상기 시변 전기 바이어스의 프로파일에 따라 필터링되고,
    전류의 결과적인 컴포넌트는 상기 광 센서 상에 입사하는 광에 관련되는 광 센서.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 금, 백금, 팔라듐, 은, 마그네슘, 망간, 텅스텐, 티타늄, 질화 티타늄, 이산화 티타늄, 산질화 티타늄, 알루미늄, 칼슘 및 납을 포함하는 재료들의 리스트로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 광 센서.
  17. 제15항에 있어서, 상기 흡광 반도체는, PbS, PbSe, PbTe, SnS, SnSe, SnTe, CdS, CdSe, CdTe, Bi2S3, In2S3, In2Te3, ZnS, ZnSe, ZnTe, Si, Ge, GaAs, 폴리피롤, 펜타센, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리헥실티오펜, 및 페닐-C61-부티르산 메틸 에스테르를 포함하는 재료들의 리스트로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 광 센서.
  18. 제15항에 있어서, 상기 전기 바이어스의 전압 레벨은 약 0.1V보다 크고 약 10V보다 작은 광 센서.
  19. 제15항에 있어서, 상기 전극들 각각은 약 1㎛와 약 20㎛ 사이의 거리만큼 서로 이격되는 광 센서.
  20. 제15항에 있어서, 바이어싱 및 판독에 이용되는 액티브 회로와 광 감지 영역 사이의 거리는 약 1cm보다 크고 약 30cm보다 작은 광 센서.
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