KR101108742B1 - Single camera 3D image Capturing device using transparent infrared sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 촬상된 대상물의 색상정보를 획득하는 이미지 센서, 및 상기 이미지 센서의 상면에 인접하여 배치되고, 상기 대상물로부터 반사된 적외선을 입사받아 상기 대상물의 심도정보를 획득하는 투명 적외선 센서를 포함하는 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자를 제공한다. 여기서, 측면에 설치된 광원으로부터 방사된 적외선이 상기 대상물에 조사된 후 상기 투명 적외선 센서로 반사될 수 있다.
상기 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자에 따르면, 이미지 센서의 상면에 투명 적외선 센서를 배치하여 대상물의 색상정보와 심도정보를 용이하게 획득할 수 있으며 기존의 이미지 센서와 자유로이 호환이 가능한 이점이 있다. 또한, 상기 투명 적외선 센서 상에서 상기 적외선의 투과량에 대응하여 가변하는 전기적 특성을 이용하여 상기 심도정보를 용이하게 획득할 수 있다.The present invention includes an image sensor for acquiring color information of an imaged object, and a transparent infrared sensor disposed adjacent to an upper surface of the image sensor and receiving infrared light reflected from the object to obtain depth information of the object. Provided is a monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor. Here, the infrared radiation emitted from the light source provided on the side surface may be reflected by the transparent infrared sensor after irradiating the object.
According to the monocular three-dimensional image capture device using the transparent infrared sensor, it is possible to easily obtain the color information and depth information of the object by arranging the transparent infrared sensor on the upper surface of the image sensor, freely compatible with the existing image sensor There is this. In addition, the depth information may be easily obtained on the transparent infrared sensor by using electrical characteristics that vary in correspondence with the amount of transmission of the infrared light.

Description

투명 적외선 센서를 이용한 단안 ３차원 영상 포획 소자{Single camera 3D image Capturing device using transparent infrared sensor}Single camera 3D image capturing device using transparent infrared sensor

본 발명은 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색상을 감지하는 이미지 센서와 심도를 감지하는 투명 적외선 센서를 이용하여 3차원 영상을 획득할 수 있는 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a monocular 3D image capture device using a transparent infrared sensor, and more particularly, a transparent infrared sensor capable of obtaining a 3D image by using an image sensor for detecting color and a transparent infrared sensor for detecting depth. It relates to a monocular three-dimensional image capture device using.

종래에는 대상물의 3차원 영상을 획득하기 위하여, 상기 대상물의 색상을 인식하는 이미지 센서가 포함된 영상 카메라와, 대상물을 심도를 감지하는 거리센서가 포함된 카메라를 모두 사용하고 있다. 이러한 2대의 카메라 감지정보를 서로 조합하면 3차원 영상이 획득된다. 그런데, 이러한 종래의 경우 카메라를 2대로 사용해야 하는 단점이 있다.Conventionally, in order to acquire a 3D image of an object, both an image camera including an image sensor for recognizing the color of the object and a camera including a distance sensor for detecting a depth of the object are used. When these two camera detection information are combined with each other, a 3D image is obtained. However, in the conventional case, there are disadvantages in that two cameras are used.

이러한 단점을 보완하기 위하여, 영상 카메라 내에 거리센서를 내장하여 3차원 영상을 획득하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 내장형 방식의 경우 카메라를 1대로 사용할 수는 있지만, 복잡한 광학계를 이용하여 거리센서를 내장 제조하거나 거리센서가 포함된 특수한 형태의 영상센서만을 이용하여 제조해야하는 단점이 있다.In order to compensate for this disadvantage, there is a method of acquiring a 3D image by embedding a distance sensor in the image camera. However, in the case of such a built-in method, one camera can be used, but there is a disadvantage in that a distance sensor is built using a complicated optical system or only a special type of image sensor including a distance sensor is manufactured.

본 발명은 이미지 센서의 상면에 투명 적외선 센서를 배치하여 대상물의 색상정보와 심도정보를 용이하게 획득할 수 있으며 기존의 이미지 센서와 자유로이 호환이 가능한 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자를 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides a monocular three-dimensional image capturing device using a transparent infrared sensor that can be easily obtained by placing a transparent infrared sensor on the upper surface of the image sensor and can easily obtain color information and depth information of the object and freely compatible with the existing image sensor. The purpose is to.

본 발명은, 촬상된 대상물의 색상정보를 획득하는 이미지 센서, 및 상기 이미지 센서의 상면에 인접하여 배치되고, 상기 대상물로부터 반사된 적외선을 입사받아 상기 대상물의 심도정보를 획득하는 투명 적외선 센서를 포함하는 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자를 제공한다. 여기서, 측면에 설치된 광원으로부터 방사된 적외선이 상기 대상물에 조사된 후 상기 투명 적외선 센서로 반사될 수 있다.The present invention includes an image sensor for acquiring color information of an imaged object, and a transparent infrared sensor disposed adjacent to an upper surface of the image sensor and receiving infrared light reflected from the object to obtain depth information of the object. Provided is a monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor. Here, the infrared radiation emitted from the light source provided on the side surface may be reflected by the transparent infrared sensor after irradiating the object.

그리고, 상기 투명 적외선 센서는, 상기 이미지 센서의 개별 픽셀에 대응되도록 상기 이미지 센서의 상면 상에 어레이 형태로 존재할 수 있다.The transparent infrared sensor may exist in an array form on the top surface of the image sensor so as to correspond to individual pixels of the image sensor.

또한, 상기 투명 적외선 센서는, 상기 적외선의 투과량에 대응하여 가변하는 전기적 특성을 이용하여 상기 심도정보를 획득할 수 있다.In addition, the transparent infrared sensor may obtain the depth information by using an electrical property that is variable corresponding to the transmission amount of the infrared.

여기서, 상기 투명 적외선 센서는, 상기 대상물로부터 반사된 적외선의 투과량을 조절하는 광 셔터와, 상기 광 셔터의 하부에 차례로 배치되며 가시광이 투과되는 투명 절연기판, 투명 게이트층, 투명 절연체, 투명 반도체 채널, 및 상기 투명 반도체 채널의 하부에 배치되고 서로 이격되어 있으며 가시광이 투과되는 투명 소스층 및 투명 드레인층을 포함할 수 있다. Here, the transparent infrared sensor, an optical shutter for adjusting the transmission amount of the infrared light reflected from the object, and a transparent insulating substrate, transparent gate layer, transparent insulator, transparent semiconductor channel disposed in the lower portion of the optical shutter in order to transmit visible light And a transparent source layer and a transparent drain layer disposed below the transparent semiconductor channel and spaced apart from each other and transmitting visible light.

이때, 상기 투명 절연체는, 상기 광 셔터를 통과하는 적외선의 양에 따라 온도가 변화되며, 상기 온도에 따라 결정되는 상기 투명 게이트층, 상기 투명 절연체, 상기 투명 반도체 채널, 상기 투명 소스층, 및 상기 투명 드레인층으로 이루어진 전자소자의 전기적 특성을 이용하여 상기 심도정보를 획득할 수 있다.In this case, the transparent insulator, the temperature is changed according to the amount of infrared light passing through the optical shutter, the transparent gate layer, the transparent insulator, the transparent semiconductor channel, the transparent source layer, and the determined by the temperature The depth information may be obtained using electrical characteristics of an electronic device formed of a transparent drain layer.

또한, 상기 투명 절연체는 초전기(pyroelectric) 소재로 형성될 수 있다.In addition, the transparent insulator may be formed of a pyroelectric material.

본 발명에 따른 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자에 따르면, 이미지 센서의 상면에 투명 적외선 센서를 배치하여 대상물의 색상정보와 심도정보를 용이하게 획득할 수 있으며 기존의 이미지 센서와 자유로이 호환이 가능한 이점이 있다. 또한, 상기 투명 적외선 센서 상에서 상기 적외선의 투과량에 대응하여 가변하는 전기적 특성을 이용하여 상기 심도정보를 용이하게 획득할 수 있다.According to the monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor according to the present invention, by placing a transparent infrared sensor on the upper surface of the image sensor, it is possible to easily obtain the color information and depth information of the object and freely compatible with the existing image sensor This has a possible advantage. In addition, the depth information may be easily obtained on the transparent infrared sensor by using electrical characteristics that vary in correspondence with the amount of transmission of the infrared light.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 투명 적외선 센서에 대한 상세 단면도이다.
도 3은 도 1의 투명 적외선 센서에 의한 심도정보 획득 원리의 설명도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of the transparent infrared sensor of FIG. 1.
3 is an explanatory diagram illustrating a principle of acquiring depth information by the transparent infrared sensor of FIG. 1.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자의 개략 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 단안 3차원 영상 포획 소자(100)는, 이미지 센서(110), 투명 적외선 센서(120)를 포함한다.1 is a schematic cross-sectional view of a monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the monocular three-dimensional image capturing device 100 includes an image sensor 110 and a transparent infrared sensor 120.

상기 이미지 센서(110)는 촬상된 대상물(10)의 색상정보(color;R,G,B) 획득하는 부분이다. 이러한 이미지 센서(110)는 CCD(charge coupled device) 등 이미지 촬상이 가능한 공지된 다양한 수단이 사용될 수 있다.The image sensor 110 is a part for acquiring color information (R; G, B) of the photographed object 10. The image sensor 110 may be a variety of known means capable of image pickup, such as a charge coupled device (CCD).

상기 투명 적외선 센서(120)의 측면에는 광원(20)이 설치되어 있다. 상기의 광원(20)으로부터 방사된 적외선은 상기 대상물(10)에 조사된 후 상기 투명 적외선 센서(120)로 반사된다.The light source 20 is installed on the side of the transparent infrared sensor 120. The infrared rays emitted from the light source 20 are reflected by the transparent infrared sensor 120 after being irradiated to the object 10.

상기 투명 적외선 센서(120)는 상기 이미지 센서(110)의 상면에 인접하여 배치되고, 상기 대상물(10)로부터 반사된 적외선(Infrared)을 입사받아 상기 대상물(10)의 심도정보(depth;D)를 획득한다.The transparent infrared sensor 120 is disposed adjacent to an upper surface of the image sensor 110 and receives incident infrared light reflected from the object 10 to provide depth information of the object 10. Acquire it.

여기서, 상기 이미지 센서(110)는 대상물(10)의 색상정보 획득을 위하여 개별 픽셀을 가지고 있으며, 상기 투명 적외선 센서(120)는 상기 이미지 센서(110)의 개별 픽셀에 대응되도록 상기 이미지 센서(110)의 상면 상에 어레이(Array) 형태로 존재한다. Here, the image sensor 110 has individual pixels to obtain color information of the object 10, and the transparent infrared sensor 120 corresponds to the individual pixels of the image sensor 110. It is present in the form of an array (Array) on the upper surface of the).

이러한 상기 이미지 센서(110)에 의한 색상정보(R,G,B)와 상기 투명 적외선 센서(120)에 의한 심도정보(D)가 서로 조합되면, 상기 대상물(10)의 3차원 영상이 획득될 수 있다. 이러한 정보의 조합은 별도의 제어부(미도시)를 통해 수행된다.When the color information R, G, and B by the image sensor 110 and the depth information D by the transparent infrared sensor 120 are combined with each other, a 3D image of the object 10 may be obtained. Can be. The combination of such information is performed through a separate controller (not shown).

상기와 같은 투명 적외선 센서(120)는 이미지 센서(110)의 상부에 독립적으로 존재하면서 상기 심도정보(D)를 획득하고 있다. 그리고, 상기 투명 적외선 센서(120)가 상기 이미지 센서(110)의 상면에 위치하더라도 상기 투명 적외선 센서(120)의 투명한 성질에 의해 상기 이미지 센서(110)의 색상정보(R,G,B) 획득 과정에 전혀 간섭을 주지 않는다.The transparent infrared sensor 120 as described above independently acquires the depth information D while being independently present on the image sensor 110. In addition, even if the transparent infrared sensor 120 is located on the upper surface of the image sensor 110, the color information (R, G, B) of the image sensor 110 is acquired by the transparent property of the transparent infrared sensor 120. It does not interfere with the process at all.

또한, 이러한 투명 적외선 센서(120)를 이용하는 경우, 이미지 센서(110)의 상면에 단순히 투명 적외선 센서(120)만 배치하면 되므로, 3D 영상의 획득이 용이하다. 이는 곧 상기 투명 적외선 센서(120)가 기존의 어떠한 종류의 이미지 센서(110)와도 호환성을 가짐을 의미하는 것이다. 다시 말해서, 통상의 이미지 센서(110) 위에 상기의 투명 적외선 센서(120)를 적층하기만 하면 상기 3차원 영상의 획득이 쉽게 이루어질 수 있다.In addition, when the transparent infrared sensor 120 is used, the transparent infrared sensor 120 may be simply disposed on the upper surface of the image sensor 110, thereby easily acquiring a 3D image. This means that the transparent infrared sensor 120 is compatible with any existing image sensor 110. In other words, the 3D image may be easily acquired by simply stacking the transparent infrared sensor 120 on the conventional image sensor 110.

도 2는 도 1의 투명 적외선 센서에 대한 상세 단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 투명 적외선 센서(120)는, 상기 적외선의 투과량에 대응하여 가변하는 전기적 특성을 이용하여 상기 심도정보(D)를 획득한다. 즉, 상기 투명 적외선 센서(120)는 상기 전기적 특성의 변화를 이용하여 해당 픽셀의 심도정보(D)를 획득하게 된다.FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of the transparent infrared sensor of FIG. 1. Referring to FIG. 2, the transparent infrared sensor 120 obtains the depth information D by using electrical characteristics that vary in correspondence with the transmission amount of the infrared light. That is, the transparent infrared sensor 120 obtains depth information D of the corresponding pixel by using the change of the electrical characteristic.

이를 위해, 상기 투명 적외선 센서는, 광 셔터(121), 투명 절연기판(122), 투명 게이트층(123), 투명 절연체(124), 투명 반도체 채널(125), 투명 소스층(126) 및 투명 드레인층(127)을 포함한다.To this end, the transparent infrared sensor, the optical shutter 121, the transparent insulating substrate 122, the transparent gate layer 123, the transparent insulator 124, the transparent semiconductor channel 125, the transparent source layer 126 and transparent The drain layer 127 is included.

상기 광 셔터(121)(Optical Shutter)는 상기 대상물(10)로부터 반사된 적외선의 투과량을 조절한다. 상기 광 셔터(121)는 상기 적외선의 주파수에 대응되는 사인파와 동기화되어 동작이 되는데, 상기 적외선의 주파수가 높기 때문에 상기 광 셔터(121)의 속도 또한 고속이 되어야 한다.The optical shutter 121 adjusts the amount of infrared light reflected from the object 10. The optical shutter 121 is operated in synchronization with a sine wave corresponding to the frequency of the infrared rays, and the speed of the optical shutter 121 must also be high because the frequency of the infrared rays is high.

이러한 광 셔터(121)는 사인파의 (+)구간이 입사되면 오픈(Open) 되어 하얗게 변하고, (-)구간이 입사되면 클로우즈(Close) 되어 검게 변한다. 광 셔터(121)의 상세한 원리는 기존에 공지된 내용이므로 보다 구체적인 설명은 생략한다.The optical shutter 121 is opened and turned white when a positive section of a sine wave is incident, and closes and turns black when a negative section is incident. Since the detailed principle of the optical shutter 121 is known in the art, more detailed description thereof will be omitted.

상기 투명 절연기판(122), 투명 게이트층(123), 투명 절연체(124), 투명 반도체 채널(125)은 상기 광 셔터(121)의 하부에 차례로 배치 즉, 적층되어 있다. 이들은 투명성을 가지므로 가시광선이 투과될 수 있다.The transparent insulating substrate 122, the transparent gate layer 123, the transparent insulator 124, and the transparent semiconductor channel 125 are sequentially disposed, i.e., stacked below the optical shutter 121. Since these have transparency, visible light can be transmitted.

상기 투명 절연기판(122)은 유리, 플라스틱 등의 다양한 소재로 형성될 수 있다. 상기 투명 게이트층(123)은 반도체 소자의 게이트 역할을 위한 투명 도체(Transparent Conductor)에 해당되는 것으로서, 산화인듐주석(ITO;Indium Tin Oxide), 갈륨 도핑 산화 아연(GZO;Gallium doped zinc oxide), 유기 소재(Organic) 등이 사용될 수 있다.The transparent insulating substrate 122 may be formed of various materials such as glass and plastic. The transparent gate layer 123 corresponds to a transparent conductor for a gate of a semiconductor device, and includes indium tin oxide (ITO), gallium doped zinc oxide (GZO), Organic materials and the like can be used.

상기 투명 절연체(124)는 게이트 절연체(Gate Insulator)로서 투명 초전기(Transparent pyroelectric) 소재로 형성될 수 있다. 투명 초전기로는 리튬탄탈레이트(LiTaO3), 질화 알루미늄(AlN;Aluminum Nitride), 유기 소재(Organic) 등이 있다. The transparent insulator 124 may be formed of a transparent pyroelectric material as a gate insulator. Examples of transparent pyroelectrics include lithium tantalate (LiTaO 3 ), aluminum nitride (AlN), and organic materials.

상기 투명 반도체 채널(125)은 투명성 반도체(Transparent Semiconductor) 부분으로서, 산화아연(ZnO;Zinc oxide), 4원계(IGZO;In-Ga-Zn-O), 유기 소재(Organic) 등으로 형성될 수 있다.The transparent semiconductor channel 125 is a transparent semiconductor portion, and may be formed of zinc oxide, znO, In-Ga-Zn-O, organic, or the like. have.

상기 투명 소스층(126) 및 투명 드레인층(127)은 상기 투명 반도체 채널(125)의 하부에 배치되고 서로 이격되어 있으며 가시광선이 투과된다. 상기 투명 소스층(126)과 투명 드레인층(127)에 의한 소스 전압(VS)와 드레인 전압(VD)은 고정된 값을 갖는다.The transparent source layer 126 and the transparent drain layer 127 are disposed under the transparent semiconductor channel 125 and spaced apart from each other, and visible light is transmitted therethrough. The source voltage V S and the drain voltage V D by the transparent source layer 126 and the transparent drain layer 127 have a fixed value.

상기 투명 소스층(126) 및 투명 드레인층(127)은 상기 투명 게이트층(123)과 같이 산화인듐주석(ITO;Indium Tin Oxide), 갈륨 도핑 산화 아연(GZO;Gallium doped zinc oxide), 유기 소재(Organic) 등의 소재로 형성될 수 있다. Like the transparent gate layer 123, the transparent source layer 126 and the transparent drain layer 127 may be formed of indium tin oxide (ITO), gallium doped zinc oxide (GZO), or an organic material. It may be formed of a material such as (Organic).

이상과 같은 구조를 갖는 투명 적외선 센서(120)를 이용한 심도정보(D)의 획득 원리를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. The acquisition principle of the depth information D using the transparent infrared sensor 120 having the above structure will be described in detail as follows.

상기 투명 절연체(124)는 상기 광 셔터(121)를 통과하는 적외선의 양에 따라 온도가 변화되는데, 상기 온도에 따라 결정되는 상기 투명 게이트층(123), 상기 투명 절연체(124), 상기 투명 반도체 채널(125), 상기 투명 소스층(126), 및 상기 투명 드레인층(127)으로 이루어진 전자소자의 전기적 특성을 이용하여 상기 심도정보(D)를 획득한다. 즉, 상기 적외선의 투과량에 따라 상기 투명 절연체(124)의 온도가 변화하며, 적외선 투과량이 많을수록 온도가 상승하게 된다. The transparent insulator 124 is changed in temperature depending on the amount of infrared light passing through the optical shutter 121, and the transparent gate layer 123, the transparent insulator 124, and the transparent semiconductor are determined according to the temperature. The depth information D is obtained using electrical characteristics of the electronic device including the channel 125, the transparent source layer 126, and the transparent drain layer 127. That is, the temperature of the transparent insulator 124 changes according to the amount of infrared rays transmitted, and the temperature increases as the amount of infrared rays transmitted increases.

또한, 상기 온도의 변화에 대응되어 상기 투명 절연체(124)의 자발분극(spontaneous polarization)이 바뀌게 되고, 이러한 자발분극의 변화는 상기 투명 게이트층(123), 상기 투명 절연체(124), 상기 투명 반도체 채널(125), 상기 투명 소스층(126), 및 상기 투명 드레인층(127)으로 이루어진 전자소자의 고정된 게이트 전압(VG), 소스전압(VS), 드레인 전압(VD)에 대한 투명 반도체 채널(125)을 통한 전류의 변화를 유발한다. 이렇게 변하는 투명 반도체 채널(125)을 통한 전류값을 이용한다면 상기 적외선 투과량을 추정할 수 있고, 결과적으로 상기 심도정보(D)를 손쉽게 확보할 수 있게 된다.In addition, the spontaneous polarization of the transparent insulator 124 is changed in response to the change in temperature, and the change in the spontaneous polarization is caused by the transparent gate layer 123, the transparent insulator 124, and the transparent semiconductor. The fixed gate voltage V G , the source voltage V S , and the drain voltage V D of the electronic device including the channel 125, the transparent source layer 126, and the transparent drain layer 127. It causes a change in current through the transparent semiconductor channel 125. When the current value through the transparent semiconductor channel 125 is changed, the infrared ray transmission amount can be estimated, and as a result, the depth information D can be easily obtained.

도 3은 이러한 도 1의 투명 적외선 센서에 의한 심도정보 획득 원리의 설명도이다. 도 3의 (a)는 상기 투명 적외선 센서(120)가 어레이 형태로 배치된 예를 나타낸다. 이때, 1번 및 2번 투명 적외선 센서(120)는 각각 상기 이미지 센서(110)의 1번 및 2번 픽셀 부분에 대응되는 적외선 센서에 해당된다.3 is an explanatory diagram of a principle of acquiring depth information by the transparent infrared sensor of FIG. 1. 3A illustrates an example in which the transparent infrared sensor 120 is arranged in an array form. In this case, the first and second transparent infrared sensors 120 correspond to infrared sensors corresponding to the first and second pixel portions of the image sensor 110, respectively.

도 3의 (b)는 광원(20)에서 방사되는 적외선, 즉 소스신호를 나타낸다. 이러한 소스신호는 사인파 형태를 갖는다. 도 3의 (c),(d)는 상기 광원(20)에서 방사된 소스신호가 상기 대상물(10)에 조사된 후 1번과 2번 투명 적외선 센서(120)에 각각 입사되어 수신된 수신신호를 나타낸다. 1번 투명 적외선 센서(120)로 입사된 적외선 투과량은 50%(빗금 영역 참조) 정도이며, 2번 투명 적외선 센서(120)로 입사된 적외선 투과량은 25%(빗금 영역 참조) 정도이다.3B shows infrared rays emitted from the light source 20, that is, a source signal. This source signal has a sinusoidal shape. 3 (c) and (d) are received signals received by being incident on the first and second transparent infrared sensors 120 after the source signal radiated from the light source 20 is irradiated onto the object 10. Indicates. The infrared ray incident on the first transparent infrared sensor 120 is about 50% (see hatched area), and the infrared ray incident on the second transparent infrared sensor 120 is about 25% (see hatched area).

상기 1번 투명 적외선 센서(120)는 2번 투명 적외선 센서(120)에 비해 적외선 투과량이 높아서 온도가 더 높이 상승하고 투명 반도체 채널(125)을 통한 전류도 더 많이 변화한다. 이렇게 각각의 투명 적외선 센서(120)에 대해 관측되는 반도체 채널(125)을 통한 전류의 차이를 이용하여, 개별 투명 적외선 센서(120)에 대한 심도정보(D)를 용이하게 획득할 수 있다.The first transparent infrared sensor 120 has a higher infrared ray transmission amount than the second transparent infrared sensor 120 so that the temperature rises higher and the current through the transparent semiconductor channel 125 changes more. By using the difference in the current through the semiconductor channel 125 observed for each transparent infrared sensor 120, the depth information (D) for the individual transparent infrared sensor 120 can be easily obtained.

따라서, 1번 투명 적외선 센서(120)에 대응되는 대상물(10)이 2번 투명 적외선 센서(120)에 대응되는 대상물(10)보다 더 멀리 떨어져 있음을 알 수 있다. 이와 같은 방법을 통해서, 예를 들면 얼굴의 눈이 파인 정도, 코의 높이 등을 더욱 상세하게 판단할 수 있다.Therefore, it can be seen that the object 10 corresponding to the first transparent infrared sensor 120 is farther than the object 10 corresponding to the second transparent infrared sensor 120. Through such a method, it is possible to determine, for example, the degree to which the eyes of the face are indented, the height of the nose, etc. in more detail.

또한, 각각의 투명 적외선 센서(120) 별로 획득된 심도정보(D)를 해당 픽셀에서 관측된 색상정보(R,G,B)와 조합함으로써, 3차원 영상이 형성되게 된다.In addition, by combining the depth information (D) obtained for each transparent infrared sensor 120 with the color information (R, G, B) observed in the pixel, a three-dimensional image is formed.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능한 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10: 대상물 20: 광원
100: 단안 3차원 영상 포획 소자 110: 이미지 센서
120: 투명 적외선 센서 121: 광 셔터
122: 투명 절연기판 123: 투명 게이트층
124: 투명 절연체 125: 투명 반도체 채널
126: 투명 소스층 127: 투명 드레인층10: object 20: light source
100: monocular three-dimensional image capture element 110: image sensor
120: transparent infrared sensor 121: optical shutter
122: transparent insulating substrate 123: transparent gate layer
124: transparent insulator 125: transparent semiconductor channel
126: transparent source layer 127: transparent drain layer

Claims (6)

촬상된 대상물의 색상정보를 획득하는 이미지 센서; 및
상기 이미지 센서의 상면에 인접하여 배치되고, 상기 대상물로부터 반사된 적외선을 입사받아 상기 대상물의 심도정보를 획득하는 투명 적외선 센서를 포함하며,
상기 투명 적외선 센서는,
상기 대상물로부터 반사된 적외선의 투과량을 조절하는 광 셔터;
상기 광 셔터의 하부에 차례로 배치되며 가시광이 투과되는 투명 절연기판, 투명 게이트층, 투명 절연체, 투명 반도체 채널; 및
상기 투명 반도체 채널의 하부에 배치되고 서로 이격되어 있으며 가시광이 투과되는 투명 소스층 및 투명 드레인층을 포함하며,
상기 투명 절연체는,
상기 광 셔터를 통과하는 적외선의 양에 따라 온도가 변화되며, 상기 온도에 따라 결정되는 상기 투명 게이트층, 상기 투명 절연체, 상기 투명 반도체 채널, 상기 투명 소스층, 및 상기 투명 드레인층으로 이루어진 전자소자의 전기적 특성을 이용하여 상기 심도정보를 획득하는 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자.An image sensor for obtaining color information of the photographed object; And
A transparent infrared sensor disposed adjacent to an upper surface of the image sensor and receiving the infrared light reflected from the object to obtain depth information of the object;
The transparent infrared sensor,
An optical shutter for adjusting an amount of transmission of infrared rays reflected from the object;
A transparent insulating substrate, a transparent gate layer, a transparent insulator, and a transparent semiconductor channel, which are sequentially disposed below the optical shutter and transmit visible light; And
A transparent source layer and a transparent drain layer disposed below the transparent semiconductor channel and spaced apart from each other and transmitting visible light,
The transparent insulator,
An electronic device comprising the transparent gate layer, the transparent insulator, the transparent semiconductor channel, the transparent source layer, and the transparent drain layer, the temperature of which changes according to the amount of infrared light passing through the optical shutter and is determined according to the temperature. Monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor to obtain the depth information by using the electrical properties of. 청구항 1에 있어서,
측면에 설치된 광원으로부터 방사된 적외선이 상기 대상물에 조사된 후 상기 투명 적외선 센서로 반사되는 단안 3차원 영상 포획 소자. The method according to claim 1,
The monocular three-dimensional image capturing device is reflected by the transparent infrared sensor after the infrared radiation emitted from the light source installed on the side. 청구항 1에 있어서,
상기 투명 적외선 센서는,
상기 이미지 센서의 개별 픽셀에 대응되도록 상기 이미지 센서의 상면 상에 어레이 형태로 존재하는 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자.The method according to claim 1,
The transparent infrared sensor,
Monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor that is present in the form of an array on the upper surface of the image sensor to correspond to the individual pixels of the image sensor. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 투명 적외선 센서는,
상기 적외선의 투과량에 대응하여 가변하는 전기적 특성을 이용하여 상기 심도정보를 획득하는 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자.The method according to claim 1 or 3,
The transparent infrared sensor,
A monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor for acquiring the depth information by using a variable electrical characteristic corresponding to the transmission amount of the infrared ray. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 투명 절연체는,
초전기(pyroelectric) 소재로 형성된 투명 적외선 센서를 이용한 단안 3차원 영상 포획 소자.The method according to claim 1, wherein the transparent insulator,
Monocular three-dimensional image capture device using a transparent infrared sensor formed of a pyroelectric material.
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