CN111757030B - 预先形成分选的四单元图像传感器 - Google Patents

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Abstract

针对执行菱形分选以处理图像数据的四单元图像传感器描述了系统和方法。图像传感器包括像素阵列和转换电路，其中像素阵列包括在行方向和列方向上排列的像素集，输出从像素集的第一像素集生成的第一信号，并且输出从像素集的第二像素集生成的第二信号。转换电路基于第一信号和第二信号执行分选，以生成第一分选信号。第一像素集和第二像素集中的每一个包括彼此相邻的像素传感器，并且第一像素集和第二像素集位于不同的行和不同的列。

Description

预先形成分选的四单元图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年3月26日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0034580号韩国专利申请的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本文公开的发明构思的实施例涉及图像传感器，更具体地，涉及执行分选(binning)的图像传感器。
背景技术
图像传感器将入射到相机镜头上的光转换成模拟或数字信号。然后电子设备可以基于数字信号在显示面板上显示图像。图像传感器通常安装在诸如智能电话、平板个人计算机(personal computer，PC)、膝上型PC和可穿戴设备的电子设备上。
随着半导体技术发展，图像传感器的分辨率提高，导致图像传感器生成的数据的量增加。因此，对减少图像数据的量的分选技术的需求正在增加。
发明内容
本发明构思的实施例提供了一种为了处理图像数据而执行菱形分选(diamondbinning)的四单元(tetracell)图像传感器。
根据示例性实施例，图像传感器可以包括像素阵列和转换电路。像素阵列可以包括在行方向和列方向上排列(arrange)的像素集，可以输出从像素集的第一像素集生成的第一信号，并且可以输出从像素集的第二像素集生成的第二信号。转换电路可以基于第一信号和第二信号执行分选，以生成第一分选信号。第一像素集和第二像素集中的每一个可以包括彼此相邻的像素传感器，并且第一像素集和第二像素集可以位于不同的行和不同的列。
根据示例性实施例，图像传感器可以包括像素阵列和转换电路。像素阵列可以输出从第一像素集生成的第一信号和从位于第一像素集的第一对角线方向上的第二像素集生成的第二信号。转换电路可以对第一信号和第二信号执行模拟分选，以生成第一分选信号，并且可以基于第一分选信号执行数字转换。第一像素集和第二像素集中的每一个可以包括彼此相邻的像素传感器。
根据示例性实施例，图像传感器可以包括像素阵列和转换电路。像素阵列可以输出从像素集生成的信号，每个像素集包括彼此相邻的像素。转换电路可以对信号执行分选和数字转换，以生成第一数字信号。像素集可以包括第一像素集、第二像素集和第三像素集。当第二像素集和第三像素集是像素集当中最接近第一像素集的两个像素集时，第二像素集和第三像素集可以位于的行和列不同于第一像素集位于的行和列。
根据示例性实施例，图像传感器可以包括像素阵列，该像素阵列包括：在行方向和列方向上排列的多个像素集，其中多个像素集中的每一个包括具有相同颜色的多个相邻像素传感器；具有第一颜色的第一组四个像素集，其中第一组四个像素集被排列成占据三列和三行的第一菱形图案；以及转换电路，被配置为至少部分基于从第一组四个像素集接收的第一信号来执行分选。
要求保护的图像传感器还可以包括具有第二颜色的第二组四个像素集，其中第二组四个像素集被排列成占据两行和两列的第二菱形图案，并且其中所述转换电路被配置成至少部分基于从第二组四个像素集接收的第二信号来执行分选。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的上述和其他目的和特征将变得清楚。
图1是示出根据本发明构思的实施例的图像传感器的框图。
图2是用于描述根据本发明构思的实施例的选择分选像素集的方法的框图。
图3是用于描述根据本发明构思的实施例的选择分选像素集的方法的框图。
图4是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
图5是示出根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的过程的流程图。
图6是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
图7是示出根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的过程的流程图。
图8是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
图9是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
图10是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
图11是示出根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的过程的流程图。
图12是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
图13是示出根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的过程的流程图。
图14是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
图15是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
图16是示出根据本发明构思的实施例的包括动态传感器的电子系统及其接口的配置的框图。
具体实施方式
本公开描述了能够减少图像信号中的数据的量的分选技术。例如，至少一个实施例包括在四单元图像传感器中使用的菱形分选技术。四单元图像传感器可用于在低水平光下提供明亮的图像。四单元图像传感器可以包括其中使用相同颜色滤波器的像素被连续排列的结构。本发明构思的实施例可以防止包括四单元图像传感器的电子设备中的图像质量下降。
本文按照本领域普通技术人员可以容易地实施本发明构思的程度详细描述了本发明构思的实施例。
本文使用的术语“四单元”指的是包括具有相同颜色的多个连续像素传感器的颜色滤波器阵列(color filter array，CFA)。例如，像素传感器可以以四个一组的方式排列。CFA是放置在图像传感器的像素传感器上以捕捉颜色信息的颜色滤波器的图案。
本文使用的术语“分选”是指对信号执行的用以减少信号中包括的信息的量或信号指示的数据的大小的操作。分选可以被分类为模拟分选或数字分选。
模拟分选可以指对模拟信号执行的操作。当作为对模拟信号执行模拟分选的结果而生成第一信号时，第一信号的电压电平可以小于模拟信号的电压电平的总和。例如，第一信号的电压电平可以是模拟信号的电压电平的平均值。又例如，第一信号的电压电平可以是模拟信号的电压电平的算术平均值。
数字分选可以指对数字信号执行的操作。当作为对数字信号执行数字分选的结果而生成第二信号时，包括在第二信号中的比特数可以小于包括在数字信号中的总比特数。例如，可以通过移除包括在数字信号中的一些比特来生成第二信号。
图1是示出根据本发明构思的实施例的图像传感器的框图。
图像传感器1000可以接收来自外部源的光，并且可以生成数字信号。包括图像传感器1000的电子设备可以基于数字信号在显示面板中显示图像。例如，包括图像传感器的电子设备可以用诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、膝上型PC和可穿戴设备的各种类型的电子设备中的一种来实施。
图像传感器1000可以包括像素阵列100、转换电路200和控制器300。
控制器300可以控制像素阵列100和转换电路200。例如，控制器300可以向像素阵列100输出控制信号c10。像素阵列100可以基于控制信号c10向转换电路200输出模拟信号as0。模拟信号as0可以包括关于入射到像素阵列100上的光的信息。控制器300可以向转换电路200输出控制信号c20。转换电路200可以基于控制信号c20处理模拟信号as0，并且可以生成数字信号ds0。例如，基于控制信号c20，转换电路200可以对模拟信号as0执行分选，并且然后可以生成数字信号ds0作为分选结果。又例如，基于控制信号c20，转换电路200可以将模拟信号as0转换成数字信号，并且然后可以对数字信号执行分选。
像素阵列100可以包括像素(例如，111、112、113和114)。在以下描述中，术语“像素”意味着“像素传感器”。像素(例如，111至114)中的每一个可以从外部接收光。像素(例如，111至114)中的每一个可以存储关于接收到的光的信息。每个像素可以包括一个或多个光电二极管和一个或多个互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)晶体管。光电二极管可以接收光并可以输出电荷。输出的电荷的量可以与光电二极管接收的光的量成比例。CMOS晶体管可以基于从光电二极管输出的电荷输出电压。从光电二极管输出的电压的电平可以与光电二极管输出的电荷的量成比例。也就是说，从光电二极管输出的电压的电平可以与光电二极管接收的光的量成比例。
根据本发明构思的实施例的像素阵列100可以以像素集(例如，110)为单位操作。像素集110可以包括像素111、112、113和114。将参考图2详细描述像素集110。像素集110可以基于由包括在像素集110中的像素111、112、113和114接收的光来输出模拟信号a11。模拟信号a11可以是从像素集110输出的电压。从像素集110输出的电压的电平可以是分别从像素111、112、113和114输出的电压的电平的总和。
像素阵列100可以包括像素集(例如，110)，并且可以从所选择的像素集输出模拟信号。像素集(例如，110)中的每一个可以输出模拟信号。图像传感器1000可以基于控制信号c10选择一些像素集(例如，110)。模拟信号as0可以是从所选择的像素集输出的模拟信号的集合。转换电路200可以基于从所选择的像素集输出的模拟信号来执行分选。在以下描述中，针对分选的像素集可以由分选像素集来表示。
转换电路200可以接收模拟信号as0，并且可以基于控制信号c20对模拟信号as0执行分选和数字转换。例如，在转换电路200中执行的分选和数字转换的顺序可以由控制信号c20确定。又例如，转换电路200可以以给定的顺序执行分选和数字转换，而不管控制信号c20如何。将参考图5至图15详细描述转换电路200的操作。
转换电路200可以对模拟信号as0执行分选和数字转换，以输出数字信号ds0。数字信号ds0可以包括关于像素接收的光的信息。模拟信号as0可以指示随时间变化而连续改变的值。相反，数字信号ds0可以指示随时间变化而非连续改变的值。例如，数字信号ds0可以由电压组成，其中每个电压指示逻辑值“0”或逻辑值“1”。
包括图像传感器1000的电子设备可以处理数字信号ds0，并且可以在显示面板中显示图像。随着包括在数字信号ds0中的数据的大小增加，要由电子设备处理的数据的大小可能增加。要由电子设备处理的数据的大小增加意味着电子设备的工作负载增加。当电子设备的工作负载增加时，电子设备的功耗可能增加。此外，当电子设备的工作负载增加时，电子设备处理数据的速度可能变得更慢。
在以下描述中，图像传感器1000可以是具有四单元结构的四单元图像传感器。将参考图2详细描述四单元结构。包括在具有四单元结构的像素阵列100中的像素的数量可以大于包括在像素阵列中的像素的数量。在不执行分选的情况下，包括在数字信号ds0中的数据的大小可以与包括在像素阵列100中的像素的数量成比例。根据本发明构思的实施例，图像传感器1000可以执行分选以适当地减小包括在数字信号ds0中的数据的大小。例如，包括在作为执行分选的结果生成的数字信号ds0中的数据的大小可以小于包括在不执行分选而生成的数字信号中的数据的大小。并且，图像传感器1000可以执行菱形分选，从而减少在执行分选的过程中出现的噪声。将参考图2和图3详细描述菱形分选。
图2是用于描述根据本发明构思的实施例的选择分选像素集的方法的框图。在以下描述中，假设像素阵列100是具有四单元结构的像素阵列。
在一些情况下，具有不同颜色滤波器的像素可以交替排列，使得具有相同颜色的像素不相邻。相反，在具有四单元结构的像素阵列100中，具有相同颜色滤波器的像素可以连续排列。例如，具有相同颜色滤波器的像素(例如，111、112、113和114)可以排列成M*N矩阵(M和N是整数2或更大的整数)。在以下描述中，具有绿色滤波器的像素、具有蓝色滤波器的像素和具有红色滤波器的像素分别表示为G像素、B像素和R像素。
在M*N矩阵中，“M”个像素线可以沿垂直方向排列。“M”个像素线中的每一个可以包括在水平方向上连续排列的“N”个像素。在以下描述中，假设“M”和“N”是2，但是本发明构思不限于此。例如，“M”和“N”可以是3。另外，“M”和“N”可以是不同的整数。
像素阵列100可以根据被称为像素集(例如，像素集110)的单元来排列。像素集110可以是排列成M*N矩阵的具有相同颜色滤波器的像素的集合。例如，像素集110可以是排列成2*2矩阵的G像素111、112、113和114的集合。在以下描述中，包括G像素的像素集、包括B像素的像素集和包括R像素的像素集分别被称为G像素集、B像素集和R像素集。在像素阵列100中，具有不同颜色滤波器的像素集可以交替排列(即，具有相同颜色的像素集不相邻)。
像素集可以被排列以形成这样的图案：其中存在G像素集和B像素集在其中交替地排列的交替排列的行(例如，第一行和第三行)、以及R像素集和G像素集在其中交替地排列的行(例如，第二行和第四行)。行可以是通过在水平方向上划分像素阵列100的区域来定义的区域。列可以是通过在垂直方向上划分像素阵列100的区域来定义的区域。
参考图1描述的包括像素阵列100的图像传感器1000可以在四模式(tetra mode)或正常模式下操作。当外部环境具有低水平光时，图像传感器1000可以在四模式下操作。低水平光环境可以包括室内环境或夜间环境，或者光量相对较低的任何环境。
当外部环境具有正常水平光时，图像传感器1000可以在正常模式下操作。正常水平光环境中的光量可以大于低水平光环境中的光量。然而，本发明构思不限于此。例如，图像传感器1000可以在不同于四模式和正常模式的一种或多种模式下操作。
在正常模式下，像素阵列100可以从像素111、112、113和114中的每一个输出模拟信号。由于要输出大量模拟信号；外部环境的形状、光线、阴影等可以在正常模式下清楚地显示在显示面板中。
在低水平光环境中由像素(例如111)接收的光量可以小于在正常水平光环境中由像素(例如111)接收的光量。因此，当图像传感器1000在四模式下操作时，像素阵列100可以从像素集(例如110)输出模拟信号(例如a11)，而不是从单个像素(例如111至114)输出模拟信号。由像素集110接收的光量可以是由像素(例如，111至114)分别接收的光量的总和。因此，在四模式下输出的模拟信号(例如a11)可以包括足够的信息，以在四模式下在显示面板中适当地显示外部环境的颜色。
在以下描述中，有时假设图像传感器1000在四模式下操作。因此，图像传感器1000可以对从像素阵列100输出的模拟信号(例如as0)执行分选和数字转换。图像传感器1000可以选择分选像素集120、130、140和150。分选像素集120至150可以输出模拟信号a12、a13、a14和a15。模拟信号as0可以是从分选像素集120至150输出的模拟信号a12至a15的集合。转换电路200可以以各种方式对模拟信号a12至a15执行分选。将参考图5至图15描述可以被转换电路200用于执行分选的方法。
对于分选，图像传感器1000可以选择具有相同颜色的滤波器的分选像素集120至150。分选像素集120至150可以具有G滤波器。图像传感器1000可以以第一菱形方式选择具有G滤波器的分选像素集120至150。图像传感器1000可以以不同于第一菱形方式的第二菱形方式选择具有R滤波器或B滤波器的分选像素集。将参考图3详细描述第二菱形方式。
分选像素集120可以与分选像素集130和140相邻。邻近分选像素集120的分选像素集130和140可以是分选像素集120至150当中最接近分选像素集120的两个分选像素集130和140。
分选像素集120所位于的行和列可以不同于分选像素集130和140所位于的行和列。例如，分选像素集120可以存在于第一列中，而分选像素集130和140可以存在于不同于第一列的第二列中。分选像素集120可以存在于第三行中，而分选像素集130和140可以存在于不同于第三行的第四行和第二行中。
并且，分选像素集130和140可以位于分选像素集120的对角线方向上。对角线方向可以指相对于水平方向或垂直方向倾斜的方向。分选像素集130和140位于分选像素集120的对角线方向上可以意味着分选像素集130和140所位于的行和列不同于分选像素集120所位于的行和列。
分选像素集120与分选像素集130和140之间的关系可以应用于分选像素集120至150的给定分选像素集和与所述给定分选像素集相邻的分选像素集之间。并且，在图2中示出了从包括在像素阵列100中的像素集中选择分选像素集120至150的示例，但是本发明构思不限于此。可以选择位于第一行和第三列的像素集而不是像素集140，并且可以选择位于第二行和第四列的像素集而不是像素集150。
转换电路200可以接收模拟信号a12至a15。转换电路200可以对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换，以输出数字信号ds0。数字信号ds0可以包括关于与通过连接分选像素集120至150而定义的区域的重心相对应的位置的信息。通过连接分选像素集120至150而定义的区域可以是菱形。
因此，根据示例性实施例，图像传感器1000可以包括像素阵列100，像素阵列100包括在行方向和列方向上排列的多个像素集，其中所述多个像素集中的每一个包括具有相同颜色的多个相邻像素传感器；具有第一颜色(例如绿色)的第一组四个像素集，其中第一组四个像素集(例如，像素集120、130、140和150)被排列成占据三列(第1列至第3列)和三行(例如第2行至第4行)的第一菱形图案；以及转换电路200，被配置为至少部分基于从第一组四个像素集接收的第一信号来执行分选。
图3是用于描述根据本发明构思的实施例的选择分选像素集的方法的框图。
对于分选，(参考图1描述的)图像传感器1000可以选择具有相同颜色的滤波器的分选像素集(例如，160、170、180和190)。图像传感器1000可以以第二菱形方式选择具有R滤波器的分选像素集。并且，图像传感器1000可以以第二菱形方式选择具有B滤波器的分选像素集。下面，将描述图像传感器1000以第二菱形方式选择具有R滤波器的分选像素集160、170、180和190的方法。选择具有B滤波器的分选像素集的方法可以与选择具有R滤波器的分选像素集的方法基本相同，因此，选择具有B滤波器的分选像素集的方法将被省略以避免冗余。分选像素集160至190可以输出模拟信号a16、a17、a18和a19。
分选像素集160可以邻近分选像素集170和180。邻近分选像素集160的分选像素集170和180可以是分选像素集160至190当中最靠近分选像素集160的两个分选像素集170和180。
分选像素集170和180中的一个分选像素集180可以与分选像素集160位于相同的行。当分选像素集180和分选像素集160位于相同的行时，分选像素集180和分选像素集160可以位于不同的列。当分选像素集170和180中的一个分选像素集180与分选像素集160位于相同的行时，分选像素集170和180中的另一个分选像素集170可以与分选像素集160位于不同的行。当分选像素集170和分选像素集160位于不同的行时，分选像素集170和分选像素集160可以位于相同的列。
该表达可以给出为分选像素集170和180位于分选像素集160的水平方向或垂直方向上。例如，分选像素集170和180中的一个分选像素集180可以位于分选像素集160的水平方向上。当分选像素集170和180的一个分选像素集180位于分选像素集160的水平方向上时，分选像素集170和180中的另一个分选像素集170可以位于分选像素集160的垂直方向上。
分选像素集160与分选像素集170和180之间的关系可以应用于分选像素集160至190的给定分选像素集与邻近该给定分选像素集的分选像素集之间。在图3中示出了选择分选像素集160至190的示例，但是本发明构思不限于此。
因此，图像传感器1000还包括具有第二颜色(例如，红色)的第二组四个像素集(例如，像素集160、170、180和190)，其中第二组四个像素集被排列成占据两行(例如，行2和行4)和两列(列1和列3)的第二菱形图案，并且其中转换电路200被配置成至少部分基于从第二组四个像素集接收的第二信号来执行分选。
图4是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。像素阵列100a可以提供与(参考图1描述的)像素阵列100基本相同的操作。转换电路210可以提供与(参考图1描述的)转换电路200基本相同的操作。
如参考图2所述，(参考图1描述的)图像传感器1000可以选择具有G滤波器的分选像素集120至150。具有G滤波器的分选像素集120至150可以输出模拟信号a12、a13、a14和a15。将参考图4和图5描述对模拟信号a12至a15执行菱形分选的示例性方法。菱形分选是指对从分选像素集输出的模拟信号执行的分选。
输出线g1和g2可以一个接一个地位于垂直方向上的列之间。输出线g1和g2可以是与G像素集(例如，120至150)连接的输出线。
例如，输出线g1可以在第一列和第二列之间。输出线g1可以与分选像素集120和130连接。分选像素集120和130可以将模拟信号a12和a13输出到输出线g1。输出线g2可以在第二列和第三列之间。输出线g2可以与分选像素集140和150连接。分选像素集140和150可以将模拟信号a14和a15输出到输出线g2。像素阵列100a可以通过输出线g1和g2向转换电路210输出模拟信号a12至a15。
转换电路210可以包括分选电路211、212和215以及数模转换器(analog todigital converters，ADC)213和214。分选电路211和212可以是对模拟信号a12至a15执行分选的电路。分选电路215可以是对数字信号d11和d12执行分选的电路。转换电路210的结构不限于图4所示的结构。例如，分选电路211和212可以包括在像素阵列100a中。又例如，分选电路215可以包括在ADC 213或ADC 214中。
分选电路211可以接收模拟信号a12和a13。模拟信号a12和a13可以分别指示电平“L1”的电压和电平“L2”的电压。分选电路211可以对模拟信号a12和a13执行分选。在对模拟信号a12和a13执行分选的同时，可以消除包括在模拟信号a12和a13中的噪声。分选电路211可以执行分选以生成模拟信号b11。模拟信号b11可以指示电平“L3”的电压。电平“L3”可以对应于电平“(L1+L2)”或更小。例如，电平“L3”可以对应于电平“(L1+L2)/2”。
分选电路212可以接收模拟信号a14和a15。模拟信号a14和a15可以分别指示电平“L4”的电压和电平“L5”的电压。分选电路212可以对模拟信号a14和a15执行分选。在对模拟信号a14和a15执行分选的同时，可以消除包括在模拟信号a14和a15中的噪声。分选电路212可以执行分选以生成模拟信号b12。模拟信号b12可以指示电平“L6”的电压。电平“L6”可以对应于电平“(L4+L5)”或更小。例如，电平“L6”可以对应于电平“(L4+L5)/2”。
ADC 213可以接收模拟信号b11。ADC 213可以对模拟信号b11执行数字转换。也就是说，ADC 213可以将模拟信号b11转换成数字信号d11。数字信号d11可以指示电平“L3”的电压。
ADC 214可以接收模拟信号b12。ADC 214可以对模拟信号b12执行数字转换。也就是说，ADC 214可以将模拟信号b12转换成数字信号d12。数字信号d12可以指示电平“L6”的电压。
分选电路215可以接收数字信号d11和d12。分选电路215可以对数字信号d11和d12执行分选。在对数字信号d11和d12执行分选的同时，可以消除包括在数字信号d11和d12中的噪声。分选电路215可以对数字信号d11和d12执行分选，并且可以生成数字信号ds1。
分选电路215可以通过移除构成数字信号d11和d12的一部分比特来生成数字信号ds1。也就是说，包括在数字信号ds1中的数据的大小可以小于包括在数字信号d11和d12中的数据的大小的总和。因此，随着在转换电路210中执行分选操作，将由包括图像传感器1000的电子设备处理的数据的大小可以减小。例如，数字信号ds1可以指示电平“L7”的电压。电平“L7”可以对应于电平“(L3+L6)”或更小。例如，电平“L7”可以对应于电平“(L3+L6)/2”。
图5是示出根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的过程的流程图。
在操作S110中，(参考图1描述的)控制器300可以基于控制信号c10选择具有G滤波器的(参考图4描述的)分选像素集120至150。
在操作S120中，(参考图4描述的)像素阵列100a可以从分选像素集120至150输出模拟信号a12至a15。
在操作S130中，(参考图4描述的)分选电路211可以对模拟信号a12和a13执行分选，并且可以生成模拟信号b11。(参考图4描述的)分选电路212可以对模拟信号a14和a15执行分选，并且可以生成模拟信号b12。
在操作S140中，(参考图4描述的)ADC 213可以基于控制信号c20将模拟信号b11转换成数字信号d11。(参考图4描述的)ADC 214可以基于控制信号c20将模拟信号b12转换成数字信号d12。
在操作S150中，(参考图4描述的)分选电路215可以对数字信号d11和d12执行分选，并且可以生成数字信号ds1。
图6是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
参考图4和图5描述了像素阵列100a以及输出线g1和g2，因此，为了避免冗余，将省略额外的描述。转换电路220可以提供与(参考图1描述的)转换电路200基本相同的操作。
(参考图1描述的)图像传感器1000可以选择具有G滤波器的分选像素集120至150。分选像素集120至150可以输出模拟信号a12至a15。将参考图6和图7描述对模拟信号a12至a15执行菱形分选的示例性方法。
转换电路220可以包括分选电路221、222和223以及ADC 224和225。分选电路221、222和223可以是对模拟信号a12至a15执行分选的电路。转换电路220的结构不限于图6所示的结构。例如，分选电路221和222可以包括在像素阵列100a中。又例如，分选电路223可以包括在ADC 224或ADC225中。
分选电路221可以接收模拟信号a12和a13。模拟信号a12和a13可以分别指示电平“L1”的电压和电平“L2”的电压。分选电路221可以对模拟信号a12和a13执行分选。在对模拟信号a12和a13执行分选的同时，可以消除包括在模拟信号a12和a13中的噪声。分选电路221可以执行分选以生成模拟信号b21。模拟信号b21可以指示电平“L3”的电压。电平“L3”可以对应于电平“(L1+L2)”或更小。例如，电平“L3”可以对应于电平“(L1+L2)/2”。
分选电路222可以接收模拟信号a14和a15。模拟信号a14和a15可以分别指示电平“L4”的电压和电平“L5”的电压。分选电路222可以对模拟信号a14和a15执行分选。在对模拟信号a14和a15执行分选的同时，可以消除包括在模拟信号a14和a15中的噪声。分选电路222可以执行分选以生成模拟信号b22。模拟信号b22可以指示电平“L6”的电压。电平“L6”可以对应于电平“(L4+L5)”或更小。例如，电平“L6”可以对应于电平“(L4+L5)/2”。
分选电路223可以接收模拟信号b21和b22。模拟信号b21和b22可以分别指示电平“L3”的电压和电平“L6”的电压。分选电路223可以对模拟信号b21和b22执行分选。在对模拟信号b21和b22执行分选的同时，可以消除包括在模拟信号b21和b22中的噪声。分选电路223可以执行分选以生成模拟信号b23。模拟信号b23可以指示电平“L7”的电压。电平“L7”可以对应于电平“(L3+L6)”或更小。例如，电平“L7”可以对应于电平“(L3+L6)/2”。
然而，本发明构思不限于此。例如，转换电路220可以包括一个分选电路226，而不是分选电路221、222和223。分选电路226可以接收模拟信号a12至a15。分选电路226可以对模拟信号a12至a15执行分选。分选电路226可以执行分选以生成模拟信号b23。当使用分选电路221、222和223时，模拟信号b23可以通过三个分选操作生成。相反，当使用分选电路226时，模拟信号b23可以通过一个分选操作生成。
ADC 224可以接收模拟信号b23。ADC 224可以对模拟信号b23执行数字转换。也就是说，ADC 224可以将模拟信号b23转换成数字信号ds2。数字信号ds2可以指示电平“L7”的电压。
数字信号ds2指示的电平“L7”可以低于模拟信号a12至a15指示的电平L1、L2、L4和L5的总和。也就是说，当对模拟信号a12至a15执行分选时，由数字信号ds2指示的电平“L7”可以降低。随着电平“L7”降低，指示电平“L7”的过程中涉及的比特数可以会减少。也就是说，数字信号ds2指示的数据的大小可以减小。并且，要由图像传感器1000处理的数据的大小可以减小。
分选电路222可以不向ADC 225输出模拟信号b22。当在ADC 224中对模拟信号b22执行数字转换的同时，可以关闭ADC 225。因此，图像传感器1000的功耗可以降低。
图7是示出根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的过程的流程图。
在操作S210中，(参考图1描述的)控制器300可以基于控制信号c10选择具有G滤波器的(参考图6描述的)分选像素集120至150。
在操作S220中，(参考图6描述的)像素阵列100a可以从分选像素集120至150输出模拟信号a12至a15。
在操作S230中，(参考图6描述的)分选电路221可以对模拟信号a12和a13执行分选，并且可以生成模拟信号b21。(参考图6描述的)分选电路222可以对模拟信号a14和a15执行分选，并且可以生成模拟信号b22。
在操作S240中，(参考图6描述的)分选电路223可以对模拟信号b21和b22执行分选，并且可以生成模拟信号b23。
在操作S250中，(参考图6描述的)ADC 224可以将模拟信号b23转换成数字信号ds2。
图8是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
转换电路220a可以包括分选电路221a、222a、223a和226a以及ADC224a和225a。转换电路220a可以接收控制信号c20。控制信号c20可以具有第一逻辑值或第二逻辑值。第一逻辑值和第二逻辑值可以不同。在以下描述中，控制信号c20具有第一逻辑值可以意味着控制信号c20具有对应于第一逻辑值的第一电平的电压。此外，控制信号c20具有第二逻辑值可以意味着控制信号c20具有对应于第二逻辑值的第二电平的电压。
根据控制信号c20的逻辑值，转换电路220a可以提供不同的操作。例如，根据控制信号c20的逻辑值，转换电路220a可以提供与转换电路210基本相同的操作，或者可以提供与转换电路220基本相同的操作。控制信号c20的逻辑值可以根据用户的请求或电子设备的模式来确定。也就是说，转换电路220a可以根据用户的请求或电子设备的模式提供不同的操作。
当控制信号c20具有第一逻辑值时，转换电路220a可以提供与转换电路210基本相同的操作。当接收到具有第一逻辑值的控制信号c20时，转换电路220a可以关闭分选电路223a。因此，组件221a、222a、224a、225a和226a的操作可以与图4的组件211、212、213、214和215的操作基本相同。因此，如参考图4和图5所述，转换电路220a可以对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换，以输出数字信号ds1。
当控制信号c20具有第二逻辑值时，转换电路220a可以提供与转换电路220基本相同的操作。当接收到具有第二逻辑值的控制信号c20时，转换电路220a可以关闭ADC 225a和分选电路226a。因此，组件221a、222a、223a和224a的操作可以与图6的组件221、222、223和224的操作基本相同。因此，如参考图6和图7所述，转换电路220a可以对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换，以输出数字信号ds2。
图9是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
如参考图3所述，(参考图1描述的)图像传感器1000可以选择具有R滤波器的分选像素集160至190。具有R滤波器的分选像素集160至190可以输出模拟信号a16、a17、a18和a19。将参考图9描述对模拟信号a16至a19执行菱形分选的示例性方法。对从具有B滤波器的分选像素集输出的模拟信号执行分选的方式可以与参考图9描述的基本相同。
输出线r1和r2可以一个接一个地位于垂直方向上的列之间。输出线r1和r2可以是与R像素集(例如，160至190)连接的输出线。
例如，输出线r1可以在第一列和第二列之间。输出线r1可以与分选像素集160和170连接。分选像素集160和170可以向输出线r1输出模拟信号a16和a17。输出线r2可以在第二列和第三列之间。输出线r2可以与分选像素集180和190连接。分选像素集180和190可以向输出线r2输出模拟信号a18和a19。像素阵列100a可以通过输出线r1和r2向转换电路200a输出模拟信号a16至a19。
转换电路200a可以对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换，以输出数字信号ds3。
例如，转换电路200a的结构和操作可以与转换电路210的结构和操作基本相同。在这种情况下，像转换电路210对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换一样，转换电路200a可以对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换。如参考图4和图5所述，转换电路200a可以处理模拟信号a16至a19以输出数字信号ds3。
又例如，转换电路200a的结构和操作可以与转换电路220的结构和操作基本相同。在这种情况下，像转换电路220对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换一样，转换电路200a可以对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换。如参考图6和图7所述，转换电路200a可以处理模拟信号a16至a19以输出数字信号ds3。
又例如，转换电路200a的结构和操作可以与转换电路220a的结构和操作基本相同。在这种情况下，像转换电路220a对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换一样，转换电路200a可以对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换。如参考图8所述，转换电路200a可以处理模拟信号a16至a19以输出数字信号ds3。
图10是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
(参考图1描述的)图像传感器1000可以选择具有G滤波器的分选像素集120至150。分选像素集120至150可以输出模拟信号a12至a15。将参考图10和图11描述对模拟信号a12至a15执行菱形分选的示例性方法。
像素阵列100b的操作可以类似于像素阵列100a的操作。然而，与参考图4至图9给出的描述不同，输出线g3、g4、g5和g6可以成对地排列在列之间。像素阵列100b可以分别通过输出线g3至g6输出模拟信号a12至a15。
例如，输出线g3至g6可以位于垂直方向上的列之间。输出线g3至g6可以是与G像素集(例如，120至150)连接的输出线。
输出线g3和g4可以在第一列和第二列之间。输出线g3和g4可以分别与分选像素集120和130连接。分选像素集120和130可以分别向输出线g3和g4输出模拟信号a12和a13。输出线g5和g6可以在第二列和第三列之间。输出线g5和g6可以分别与分选像素集140和150连接。分选像素集140和150可以分别向输出线g5和g6输出模拟信号a14和a15。像素阵列100b可以通过输出线g3至g6将模拟信号a12至a15输出到转换电路240。
转换电路240可以提供与转换电路200基本相同的操作。转换电路240可以包括ADC241、242、243和244以及分选电路245。分选电路245可以是对数字信号d41、d42、d43和d44执行分选的电路。转换电路240的结构不限于图10所示的结构。例如，分选电路245可以包括在ADC 241至244中的一个之中。
ADC 241至244可以接收模拟信号a12至a15。如参考图4和图5所述，模拟信号a12至a15可以分别指示电平“L1”的电压、电平“L2”的电压、电平“L4”的电压和电平“L5”的电压。ADC 241至244可以对模拟信号a12至a15执行数字转换。也就是说，ADC 241至244可以分别将模拟信号a12至a15转换成数字信号d41至d44。数字信号d41至d44可以分别指示电平“L1”的电压、电平“L2”的电压、电平“L4”的电压和电平“L5”的电压。
分选电路245可以接收数字信号d41至d44。分选电路245可以对数字信号d41至d44执行分选。分选电路245可以执行分选以生成数字信号ds4。数字信号ds4可以指示电平“L7”的电压。电平“L7”可以对应于电平“(L1+L2+L4+L5)”或更小。例如，电平“L7”可以对应于电平“(L1+L2+L4+L5)/4)”。
当模拟信号a12至a15被转换成数字信号d41至d44的同时，噪声可以被包括在数字信号d41至d44中。转换电路240可以将模拟信号a12至a15转换成数字信号d41至d44，并且然后可以对转换的结果执行分选。当对数字信号d41至d44执行分选的同时，可以消除包括在数字信号d41至d44中的噪声。也就是说，转换电路240可以在消除数字转换中出现的噪声的状态下生成数字信号ds4。
图11是示出根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的过程的流程图。
在操作S310中，(参考图1描述的)控制器300可以基于控制信号c10选择具有G滤波器的(参考图6描述的)分选像素集120至150。
在操作S320中，(参考图10描述的)像素阵列100b可以从分选像素集120至150输出模拟信号a12至a15。
在操作S330中，(参考图10描述的)ADC 241至244可以分别将模拟信号a12至a15转换成数字信号d41至d44。
在操作S340中，(参考图10描述)分选电路245可以对数字信号d41至d44执行分选，并且可以生成数字信号ds4。
图12是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
转换电路250可以提供与(参考图1描述的)转换电路200基本相同的操作。参考图10和图11描述了像素阵列100b和输出线g3至g6，因此，为了避免冗余，将省略额外的描述。
(参考图1描述的)图像传感器1000可以选择具有G滤波器的分选像素集120至150。分选像素集120至150可以输出模拟信号a12至a15。将参考图12和图13描述对模拟信号a12至a15执行菱形分选的示例性方法。
转换电路250可以包括分选电路251、252和257以及ADC 253、254、255和256。分选电路251和252可以是对模拟信号a12至a15执行分选的电路。分选电路257可以是对数字信号d51和d52执行分选的电路。转换电路250的结构不限于图12所示的结构。例如，分选电路251可以包括在ADC253或ADC 254中。又例如，分选电路252可以包括在ADC 255或ADC 256中。
分选电路251可以接收模拟信号a12和a13。模拟信号a12和a13可以分别指示电平“L1”的电压和电平“L2”的电压。分选电路251可以对模拟信号a12和a13执行分选。当对模拟信号a12和a13执行分选的同时，可以消除包括在模拟信号a12和a13中的噪声。分选电路251可以执行分选以生成模拟信号b51。模拟信号b51可以指示电平“L3”的电压。电平“L3”可以对应于电平“(L1+L2)”或更小。例如，电平“L3”可以对应于电平“(L1+L2)/2”。
分选电路252可以接收模拟信号a14和a15。模拟信号a14和a15可以分别指示电平“L4”的电压和电平“L5”的电压。分选电路252可以对模拟信号a14和a15执行分选。当对模拟信号a14和a15执行分选的同时，可以消除包括在模拟信号a14和a15中的噪声。分选电路252可以执行分选以生成模拟信号b52。模拟信号b52可以指示电平“L6”的电压。电平“L6”可以对应于电平“(L4+L5)”或更小。例如，电平“L6”可以对应于电平“(L4+L5)/2”。
ADC 253可以接收模拟信号b51。ADC 253可以将模拟信号b51转换成数字信号d51。数字信号d51可以指示电平“L3”的电压。
分选电路251可以不向ADC 254输出模拟信号b51。在这种情况下，当在ADC 253中执行数字转换的同时，转换电路250可以关闭ADC 254。然而，本发明构思不限于此。例如，分选电路251可以向ADC 254输出模拟信号b51，并且可以不向ADC 253输出模拟信号b51。在这种情况下，当在ADC254中执行数字转换的同时，转换电路250可以关闭ADC 253。因此，图像传感器1000的功耗可以降低。
ADC 255可以接收模拟信号b52。ADC 255可以将模拟信号b52转换成数字信号d52。数字信号d52可以指示电平“L6”的电压。
分选电路252可以不向ADC 256输出模拟信号b52。在这种情况下，当在ADC 255中执行数字转换的同时，转换电路250可以关闭ADC 256。然而，本发明构思不限于此。例如，分选电路252可以向ADC 256输出模拟信号b52，并且可以不向ADC 255输出模拟信号b52。在这种情况下，当在ADC256中执行数字转换的同时，转换电路250可以关闭ADC 255。因此，图像传感器1000的功耗可以降低。
分选电路257可以接收数字信号d51和d52。分选电路257可以对数字信号d51和d52执行分选。当对数字信号d51和d52执行分选的同时，可以消除包括在数字信号d51和d52中的噪声。
数字信号ds5指示的电平“L7”可以低于模拟信号a12至a15指示的电平L1、L2、L4和L5的总和。也就是说，当对模拟信号a12至a15执行分选时，由数字信号ds5指示的电平“L7”可以降低。随着电平“L7”降低，用于指示电平“L7”的比特数可以减少。因此，要由图像传感器1000处理的数据的大小可以减小。例如，数字信号ds5可以指示电平“L7”的电压。电平“L7”可以对应于电平“(L3+L6)”或更小。例如，电平“L7”可以对应于电平“(L3+L6)/2”。
图13是示出根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的过程的流程图。
在操作S410中，(参考图1描述的)控制器300可以基于控制信号c10选择具有G滤波器的(参考图12描述的)分选像素集120至150。
在操作S420中，(参考图12描述的)像素阵列100b可以从分选像素集120至150输出模拟信号a12至a15。
在操作S430中，(参考图12描述的)分选电路251可以对模拟信号a12和a13执行分选，并且可以生成模拟信号b51。(参考图12描述的)分选电路252可以对模拟信号a14和a15执行分选，并且可以生成模拟信号b51。
在操作S430中，ADC 253和255可以分别将模拟信号b51和b52转换成数字信号d51和d52。
在操作S450中，(参考图4描述的)分选电路257可以对数字信号d51和d52执行分选，并且可以生成数字信号ds5。
图14是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
转换电路250a可以包括分选电路251a、252a和257a以及ADC 253a、254a、255a和256a。转换电路250a可以接收控制信号c20。控制信号c20可以具有第一逻辑值或第二逻辑值。第一逻辑值和第二逻辑值可以不同。根据控制信号c20的逻辑值，转换电路250a可以提供不同的操作。例如，根据控制信号c20的逻辑值，转换电路250a可以提供与转换电路240基本相同的操作，或者可以提供与转换电路250基本相同的操作。控制信号c20的逻辑值可以根据用户的请求或电子设备的模式来确定。也就是说，转换电路250a可以根据用户的请求或电子设备的模式提供不同的操作。
当控制信号c20具有第一逻辑值时，转换电路250a可以提供与转换电路240基本相同的操作。当接收到具有第一逻辑值的控制信号c20时，转换电路250a可以关闭分选电路251a和252a。因此，组件253a至256a和257a的操作可以与图10的组件221至244和245的操作基本相同。因此，如参考图10和图11所述，转换电路250a可以对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换，以输出数字信号ds4。
当控制信号c20具有第二逻辑值时，转换电路250a可以提供与转换电路250基本相同的操作。当接收到具有第二逻辑值的控制信号c20时，转换电路250a可以关闭ADC 254a和256a。因此，组件251a、252a、253a、255a和257a的操作可以与图12的组件251、252、253、255和257的操作基本相同。在这种情况下，如参考图12和图13所述，转换电路250a可以对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换，以输出数字信号ds5。
图15是用于描述根据本发明构思的实施例的在图像传感器中执行分选的方法的框图。
如参考图3所述，(参考图1描述的)图像传感器1000可以选择具有R滤波器的分选像素集160至190。分选像素集160至190可以输出模拟信号a16至a19。将参考图15描述对模拟信号a16至a19执行菱形分选的示例性方法。对从使用B滤波器的分选像素集输出的模拟信号执行分选的方法可以基本相同，并且将参考图15进行描述。
与参考图9给出的描述不同，输出线r3、r4、r5和r6可以在垂直方向上成对地排列在列之间。输出线r3至r6可以分别与R分选像素集160至190连接。
例如，输出线r3和r4可以在第一列和第二列之间。输出线r3和r4可以分别与分选像素集160和170连接。分选像素集160和170可以分别向输出线r3和r4输出模拟信号a16和a17。输出线r5和r6可以在第二列和第三列之间。输出线r5和r6可以分别与分选像素集190和180连接。分选像素集180和190可以分别向输出线r6和r5输出模拟信号a18和a19。像素阵列100b可以通过输出线r3至r6将模拟信号a16至a19输出到转换电路200b。
转换电路200b可以对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换，以输出数字信号ds6。例如，转换电路200b的结构和操作可以基本上与(参考图10描述的)转换电路240的结构和操作相同。在这种情况下，转换电路200b可以以与转换电路240对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换的方法基本相同的方法对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换。因此，如参考图10和图11所述，转换电路200b可以对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换，以生成数字信号ds6。
又例如，转换电路200b的结构和操作可以基本上与(参考图12描述的)转换电路250的结构和操作相同。在这种情况下，转换电路200b可以以与转换电路250对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换的方法基本相同的方法对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换。因此，如参考图12和图13所述，转换电路200b可以对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换，以生成数字信号ds6。
又例如，转换电路200b的结构和操作可以基本上与(参考图14描述的)转换电路250a的结构和操作相同。在这种情况下，转换电路200b可以以与转换电路250a对模拟信号a12至a15执行分选和数字转换的方法基本相同的方法对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换。因此，如参考图14所述，转换电路200b可以对模拟信号a16至a19执行分选和数字转换，以生成数字信号ds6。
图16是示出根据本发明构思的实施例的包括动态传感器的电子系统及其接口的配置的框图。电子系统2000可以用能够使用或支持由移动工业处理器接口(mobileindustry processor interface，MIPI)联盟建议的接口的数据处理设备来实施。例如，电子系统2000可以用诸如数码相机、摄录机、智能电话、平板计算机和可穿戴设备(例如，智能手表或智能手环)的电子设备中的一个来实施。
电子系统2000可以包括应用处理器2100、显示器2220和图像传感器2230。应用处理器2100可以包括DigRF(数字射频，digital radio frequency)主机(host)2110、显示串行接口(display serial interface，DSI)主机2120、相机串行接口(camera serialinterface，CSI)主机2130和物理层2140。
DSI主机2120可以根据DSI与显示器2220的DSI设备2225通信。例如，光学串行器SER可以在DSI主机2120中实施。例如，光学解串器(deserializer)DES可以在DSI设备2225中实施。
CSI主机2130可以通过CSI与图像传感器2230的CSI设备2235通信。例如，光学解串器DES可以在CSI主机2130中实施。例如，光学串行器SER可以在CSI设备2235中实施。
图像传感器2230可以接收来自外部的光。图像传感器2230可以基于接收的光的量输出电压。图像传感器2230可以对电压执行数字转换以生成数字信号。应用处理器2100可以处理数字信号以在显示器2220中显示图像。图像传感器2230可以对电压执行分选。因此，包括在数字信号中的数据的大小可以减小。
电子系统2000还可以包括与应用处理器2100通信的射频(radio frequency，RF)芯片2240。RF芯片2240可以包括物理层2242、DigRF从机(slave)2244和天线2246。例如，RF芯片2240的物理层2242和应用处理器2100的物理层2140可以通过MIPI联盟建议的DigRF接口来相互交换数据。
电子系统2000还可以包括工作存储器2250和嵌入式/卡储存器2255。工作存储器2250和嵌入式/卡储存器2255可以存储从应用处理器2100提供的数据。此外，工作存储器2250和嵌入式/卡储存器2255可以向应用处理器2100提供存储在其中的数据。例如，工作存储器2250和/或嵌入式/卡储存器2255可以存储图像数据。
工作存储器2250可以临时存储由应用处理器2100处理或将要由应用处理器2100处理的数据。工作存储器2250可以包括易失性存储器，诸如静态随机存取存储器(staticrandom access memory，SRAM)、动态RAM(dynamic RAM，DRAM)或同步DRAM(synchronousDRAM，SDRAM)，和/或非易失性存储器，诸如闪存、相变RAM(phase-change RAM，PRAM)、磁阻RAM(magneto-resistive RAM，MRAM)、电阻RAM(resistive RAM，ReRAM)或铁电RAM(ferro-electric RAM，FRAM)。
嵌入式/卡储存器2255可以存储数据，而不管是否供电。嵌入式/卡储存器2255可以包括一个或多个非易失性存储器、存储器控制器和缓冲器。例如，嵌入式/卡储存器2255可以包括诸如闪存、PRAM、MRAM、ReRAM和FRAM的非易失性存储器中的至少一个。例如，嵌入式/卡储存器2255可以是诸如安全数字(secure digital，SD)卡和嵌入式多媒体卡(embedded multimedia card，eMMC)的设备。
电子系统2000可以通过诸如全球微波接入互操作性(worldwideinteroperability for microwave access，WiMAX)2260、无线局域网(wireless localarea network，WLAN)2262和超宽带(ultra-wideband，UWB)2264的通信模块与外部系统通信。尽管提及WiMAX 2260、WLAN 2262和UWB2264来帮助理解，但是电子系统2000还可以包括各种通信模块。根据本发明构思的实施例，电子系统2000的通信模块可以发送/接收信息信号和图像信号。
电子系统2000还可以包括扬声器2270和麦克风2275来处理语音信息。电子系统2000还可以包括全球定位系统(global positioning system，GPS)设备2280来处理位置信息。电子系统2000还可以包括桥接芯片2290，以管理外围设备之间的连接。
根据本发明构思的实施例的电路、芯片和设备可以使用各种半导体封装来安装。例如，根据本发明构思的实施例的电路、芯片和设备可以使用以下封装来安装：层叠封装(package on package，PoP)、球栅阵列(ball grid array，BGA)、芯片级封装(chip scalepackage，CSP)、塑料引线芯片载体(plastic leaded chip carrier，PLCC)、塑料双列直插封装(plastic dual in-line package，PDIP)、叠片包装的管芯(die in waffle pack)、晶圆形式的管芯(die in wafer form)、板上芯片(chip on board，COB)、陶瓷双列直插封装(ceramic dual in-line package，CERDIP)、公制四方扁平封装(metric quad flat pack，MQFP)、薄四方扁平封装(thin quad flat pack，TQFP)、小轮廓集成电路(small outlineintegrated circuit，SOIC)、收缩小轮廓封装(shrink small outline package，SSOP)、薄小轮廓封装(thin small outline package，TSOP)、系统级封装(system in package，SIP)、多芯片封装(multi-chip package，MCP)、晶圆级制造封装(wafer-level fabricatedpackage，WFP)或晶圆级处理堆叠封装(wafer-level processed stack package，WSP)。
本发明构思的图像传感器可以是四单元结构，其中使用相同颜色滤波器的像素被连续排列。并且，图像传感器可以执行菱形分选来处理图像数据。因此，包括本发明构思的图像传感器的电子设备可以在低水平光下提供明亮的图像。并且，电子设备可以防止图像质量在低水平光下下降。
虽然已经参考本发明构思的示例性实施例描述了本发明构思，但是对于本领域普通技术人员来说清楚的是，可以对其进行各种改变和修改，而不脱离如所附权利要求中阐述的本发明构思的精神和范围。

Claims (16)

1.一种图像传感器，包括：
像素阵列，包括在行方向和列方向上排列的像素集，并且被配置为输出从像素集的第一像素集生成的第一信号，输出从像素集的第二像素集生成的第二信号，输出从像素集的第三像素集生成的第三信号，输出从像素集的第四像素集生成的第四信号；和
转换电路，被配置为接收控制信号，基于第一信号和第二信号执行分选以生成第一分选信号，并且基于第三信号和第四信号执行分选以生成第二分选信号，
其中第一像素集和第二像素集中的每一个包括彼此相邻的像素传感器，
其中第一像素集和第二像素集位于不同的行和不同的列，
其中第三像素集和第四像素集位于不同的行或位于不同的列，并且
所述转换电路被进一步配置为：
当控制信号具有第一逻辑值时，对第一分选信号和第二分选信号执行数字转换以生成第一数字信号和第二数字信号，并且对第一数字信号和第二数字信号执行数字分选以生成第三数字信号，并且
当控制信号具有第二逻辑值时，对第一分选信号和第二分选信号执行模拟分选以生成第三分选信号，并且基于第三分选信号执行数字转换。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中彼此相邻的像素传感器包括第一颜色的像素传感器，并且
其中第一分选信号包括关于第一颜色的信息。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中第一颜色是绿色。
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，像素阵列的第一行和第二行在列方向上连续排列；
包括第一颜色的像素传感器的像素集和包括第二颜色的像素传感器的像素集交替排列在第一行中；并且
包括第一颜色的像素传感器的像素集和包括第三颜色的像素传感器的像素集交替排列在第二行中，并且
其中第一颜色、第二颜色和第三颜色是不同的颜色。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第三像素集和第四像素集中的每一个包括彼此相邻的第一颜色的像素传感器，并且
其中第一颜色是蓝色或红色。
6.一种图像传感器，包括：
像素阵列，被配置为输出从第一像素集生成的第一信号和从位于第一像素集的第一对角线方向上的第二像素集生成的第二信号，并且输出从第三像素集生成的第三信号和从位于第三像素集的第二对角线方向上的第四像素集生成的第四信号；和
转换电路，被配置为接收控制信号，对第一信号和第二信号执行第一模拟分选以生成第一分选信号，并且对第三信号和第四信号执行第二模拟分选以生成第二分选信号，
其中第一像素集包括彼此相邻的多个第一像素传感器，并且第二像素集包括彼此相邻的多个第二像素传感器，
其中第三像素集和第四像素集分别包括彼此相邻的多个第三像素传感器和彼此相邻的多个第四像素传感器，并且
所述转换电路被进一步配置为：
当控制信号具有第一逻辑值时，对第一分选信号和第二分选信号执行数字转换以生成第一数字信号和第二数字信号，并且对第一数字信号和第二数字信号执行数字分选以生成第三数字信号，并且
当控制信号具有第二逻辑值时，对第一分选信号和第二分选信号执行模拟分选以生成第三分选信号，并且基于第三分选信号执行数字转换。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述转换电路执行模拟分选，以使得第一分选信号的电压电平小于第一信号的电压电平和第二信号的电压电平的总和。
8.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述像素阵列通过第一输出线向所述转换电路输出第一信号和第二信号，并且通过第二输出线向所述转换电路输出第三信号和第四信号。
9.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述转换电路执行数字分选，以使得包括在第三数字信号中的数据的大小小于包括在第一数字信号中的数据的大小和包括在第二数字信号中的数据的大小的总和。
10.一种图像传感器，包括：
像素阵列，被配置为输出从像素集生成的信号，每个像素集包括彼此相邻的像素；和
转换电路，被配置为接收控制信号，并且对所述信号执行分选和数字转换，
其中所述像素集包括第一像素集、第二像素集和第三像素集，并且
其中，当第二像素集和第三像素集是所述像素集当中最接近第一像素集的两个像素集时，第二像素集和第三像素集所位于的行和列不同于第一像素集所位于的行和列，并且
所述转换电路进一步被配置为：
当所述控制信号具有第一逻辑值时，对所述信号当中的第一多个信号执行数字转换以生成第一多个数字信号，并对所述信号中除了第一多个信号之外的剩余信号当中的第二多个信号执行数字转换以生成第二多个数字信号，并且对第一多个数字信号和第二多个数字信号执行数字分选以生成第三数字信号；并且
当所述控制信号具有第二逻辑值时，对所述信号当中的第一多个信号执行模拟分选以生成第一分选信号，并对所述信号中除了第一多个信号之外的剩余信号当中的第二多个信号执行模拟分选以生成第二分选信号，并且对第一分选信号和第二分选信号执行数字转换以生成第一数字信号和第二数字信号，并且对第一数字信号和第二数字信号执行数字分选以生成第三数字信号。
11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，第三数字信号包括关于与通过连接所述像素集而定义的区域的重心相对应的位置的信息。
12.根据权利要求10所述的图像传感器，其中通过连接所述像素集而定义的区域是菱形。
13.根据权利要求10所述的图像传感器，其中彼此相邻的像素包括排列成M*N矩阵的相同颜色的像素，M和N是2或更大的整数，并且
其中所述M*N矩阵是其中“M”个像素线中的每一个包括在第一方向上连续排列的“N”个像素，并且所述“M”个像素线在不同于第一方向的第二方向上排列的矩阵。
14.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，所述像素阵列通过不同的输出线向所述转换电路输出所述信号。
15.一种图像传感器，包括：
像素阵列，包括沿行方向和列方向排列的多个像素集，其中所述多个像素集中的每一个包括具有相同颜色的多个相邻像素传感器；
具有第一颜色的第一组四个像素集，其中第一组四个像素集被排列成占据三列和三行的第一菱形图案；和
转换电路，被配置为接收控制信号，至少部分基于从第一组四个像素集接收的信号来执行分选和数字转换，
其中所述转换电路进一步被配置为：
当所述控制信号具有第一逻辑值时，对所述信号当中的第一多个信号执行数字转换以生成第一多个数字信号，并对所述信号中除了第一多个信号之外的剩余信号当中的第二多个信号执行数字转换以生成第二多个数字信号，并且对第一多个数字信号和第二多个数字信号执行数字分选以生成第三数字信号；并且
当所述控制信号具有第二逻辑值时，对所述信号当中的第一多个信号执行模拟分选以生成第一分选信号，并对所述信号中除了第一多个信号之外的剩余信号当中的第二多个信号执行模拟分选以生成第二分选信号，并且对第一分选信号和第二分选信号执行数字转换以生成第一数字信号和第二数字信号，并且对第一数字信号和第二数字信号执行数字分选以生成第三数字信号。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，进一步包括：
具有第二颜色的第二组四个像素集，其中第二组四个像素集被排列成占据两行和两列的第二菱形图案，并且其中所述转换电路被配置为至少部分基于从第二组四个像素集接收的信号来执行分选和数字转换。
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