KR100594236B1

KR100594236B1 - 프레임 메모리 버퍼 없이 영상신호처리를 가능하게 하는고체 촬상 소자 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR100594236B1
Application number: KR1020030100643A
Authority: KR
Inventors: 남정현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2006-06-30
Also published as: KR20050068831A; US20050140807A1; JP2005198291A; US7463299B2

Abstract

프레임 메모리 버퍼 없이 영상신호처리를 가능하게 하는 고체 촬상 소자 및 그 구동 방법이 개시된다. 상기 고체 촬상 소자는 수직 CCD에서 수직 구동 신호들을 입력받는 수직 구동 전극들을 이용하여, 2행씩은 이웃하고 이웃하는 2행들 간에는 소정 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송한다. 수평 CCD에서는 수평 구동 신호들을 입력받는 수평 구동 전극들을 이용하여, 상기 영상신호들을 행별로 수신하여 상기 수신된 행별 영상신호들을 수평 전송하여 출력한다.

Description

프레임 메모리 버퍼 없이 영상신호처리를 가능하게 하는 고체 촬상 소자 및 그 구동 방법{Solid state image sensing device providing for processing the image data without a frame memory buffer and driving method thereof}

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 일반적인 CCD형 고체 촬상 소자를 이용하는 컬러 촬상 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 2는 도 1의 고체 촬상 소자의 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.

도 3은 도 2의 고체 촬상 소자의 동작 설명을 위한 흐름도이다.

도 4a 및 도 4b는 도 3의 고체 촬상 소자의 동작 설명의 이해를 돕기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 CCD형 고체 촬상 소자를 이용하는 컬러 촬상 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 6은 도 5의 고체 촬상 소자의 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.

도 7은 도 6의 고체 촬상 소자의 동작 설명을 위한 흐름도이다.

도 8a 내지 도 8d는 도 7의 고체 촬상 소자의 동작 설명의 이해를 돕기 위한 도면이다.

도 9는 도 6의 CCD형 고체 촬상 소자의 전하 패킷의 수직 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 고체 촬상 소자(solid state image sensing device)에 관한 것으로, 특히 CCD(charge coupled device) 형 고체 촬상 소자에 관한 것이다.

CCD형 고체 촬상 소자는 휴대폰 카메라, 디지털 스틸 카메라(digital still camera) 등에 장착되어, 시야에 전개되는 영상을 촬상하여 전기적 신호로 변환함으로써, 디스플레이 구동 장치에 전송한다. 디스플레이 구동 장치는 고체 촬상 소자에서 출력되는 컬러 이미지 데이터(R, G, B)를 신호처리하여 LCD(liquid crystal display)와 같은 디스플레이 장치를 구동한다.

도 1은 일반적인 CCD형 고체 촬상 소자를 이용하는 컬러 촬상 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 컬러 촬상 시스템은 CCD형 고체 촬상 소자(110), 프레임 메모리 버퍼(frame memory buffer)(120), 보간기(interpolator)(130), 및 신호 처리부(color signal processing unit)(140)을 구비한다. 여기서, 상기 고체 촬상 소자(110)는 제1 필드 신호로서 R, G, R, G ...를 출력하고, 제2 필드 신호로서 G, B, G, B,... 신호를 출력한다. 이와 같은 방식으로 풀 프레임(full frame) 신호가 출력될 때, 이러한 필드 신호들은 프레임 메모리 버퍼(120)에 저장된 후 (R, G)행 신호와 (G, B)행 신호가 번갈아 출력된다. 이와 같이 3색 신호 (R, G, B)가 소정 주기로 출력되면, 보간기(130)는 삼색 신호(R, G, B)를 보간 처리하고, 보간 처리된 삼색 신호(R, G, B)는 다시 신호 처리부(140)를 거쳐 디스플레이 장치로 출력된다.

도 2는 도 1의 고체 촬상 소자(110)의 픽셀 구조를 나타내는 도면이다. 상기 고체 촬상 소자(110)는 "Interline Transfer" 방식으로 구동되고, 도 2와 같이, 2차원 배열된 광소자(photodiode) 행렬(260)과 각 광소자(260)에 연결된 수직 CCD(250)를 구비하는 픽셀 구조를 가진다. 통상적으로 칼라 고체 촬상 소자(110)인 경우에, 각 픽셀 상부에 특정 컬러의 빛만 받아들이도록 컬러 필터(color filter)를 설치하는데, 색 신호를 구성하기 위하여 적어도 3 가지 종류의 컬러 필터를 배치한다. 가장 일반적인 컬러 필터 어레이는 베이어(Bayer) 패턴이며, 베이어 패턴은 도 2와 같이, 한 행에 R(red), G(green) 2 가지 컬러의 패턴, 및 다른 행에 G(green), B(blue) 2 가지 컬러의 패턴이 반복적으로 배치된다. 이때, 휘도 신호와 밀접한 관련이 있는 G(green)은 모든 행에 배치되고, R(red) 컬러, B(blue) 컬러는 각 행마다 엇갈리게 배치되어 휘도 해상도를 높인다. 디지털 스틸 카메라 등에는 해상도를 높이기 위하여 100만 픽셀 이상의 많은 픽셀을 배열한 CCD가 적용되어 있다.

특히, 이와 같은 고체 촬상 소자(110)는 인터레이싱(interlacing) 방식에 적합하도록 설계되어 있고, 수직 CCD(250)를 4상 구동 신호(V1~V4)로 구동한다. 이 경우 한 필드 기간에 상하로 인접하는 두개의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀이 신호 전하를 전달할 수 있으므로, 한 필드 기간에 모든 행의 광소자(260) 신호를 동시에 분리 출력하는 것은 불가능하고, 필드마다 서로 다른 행의 광소자(260) 신호를 수직 CCD(250)로 전송하는 방식을 사용한다. 이와 같은 4상 구동 방식에 대해서는 일본 공개 특허, "JP2000-29530"에 잘나타나 있다.

도 3은 도 2의 고체 촬상 소자의 동작 설명을 위한 흐름도이다. 도 4a 및 도 4b는 도 3의 고체 촬상 소자의 동작 설명의 이해를 돕기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 먼저 기계식 셔터(mechanical shutter)를 개방하여 일정 시간 동안 광소자(260)에 신호 전하를 축적한다(S310). 다음에 수직 구동 신호 중 V1을 전달하는 구동 전극(210)에 독출(readout)을 위한 액티브 신호가 인가되면 일정 행들((R, G)행)의 영상 신호가 광소자(260)로부터 수직 CCD(250)로 전달되고, 이와 같이 수직 CCD(250)로 전달된 V1 필드 패킷은, 수직 구동 신호(V1~V4)에 의하여 수직 CCD(250)에서 수평 CCD(270) 방향으로 수직 전송된다(S320). 수평 CCD(270)는 V1 필드 패킷을 받아, 수평 구동 신호(VH1, VH2)에 의하여 수평으로 전송시켜 (R, G)행 영상 신호를 출력한다(S330). 마찬가지로, 다음 필드 기간에서는 수직 구동 신호 중 V3을 전달하는 구동 전극(230)에 독출(readout)을 위한 액티브 신호가 인가되면 다른 일정 행들((G, B)행)의 영상 신호가 광소자(260)로부터 수직 CCD(250)로 전달되고, 이와 같이 수직 CCD(250)로 전달된 V3 필드 패킷은, 수직 구동 신호(V1~V4)에 의하여 수직 CCD(250)에서 수평 CCD(270) 방향으로 수직 전송된다(S340). 수평 CCD(270)는 V3 필드 패킷(도 4a에서, (G, B)행 신호 패킷)을 받아, 수평 구동 신호(VH1, VH2)에 의하여 수평으로 전송시켜 (G, B)행 영상 신호를 출력한다(S350).

그러나, 이와 같은 방식으로 한 프레임의 영상 신호를 출력하는 종래의 CCD형 고체 촬상 소자(110)를 적용하는 경우에, 제1 필드 기간에서 (R, G)행 신호가 출력되고, 제2 필드 기간에서 (G, B)행 신호가 출력되므로, 보간기(120)에서 깨끗한 색신호 재현을 위한 보간 처리를 하기 위하여, 프레임 메모리 버퍼(120)가 요구된다. 즉, 프레임 메모리 버퍼(120)는 보간기(120)에서 필요한 3 색 신호(R, G, B)를 출력하기 위하여, 고체 촬상 소자(110)에서 출력되는 제1 필드 영상 신호와 제2 필드 영상 신호로 구성되는 한 프레임 영상 신호를 저장한 후, 3색 신호 (R, G, B)를 소정 주기로 출력한다. 따라서, 이와 같은 종래의 CCD형 고체 촬상 소자(110) 및 그 고체 촬상 소자(110)를 구동하는 방법을 적용하는 컬러 촬상 시스템에서는, 대용량 메모리가 필요하므로, 휴대폰 카메라, 또는 디지털 스틸 카메라와 같은 모바일(mobile) 용 소형 시스템에 불리하다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 프레임 메모리 버퍼 없이 신호 처리할 수 있도록, 광소자에서 감지된 영상 신호 패킷을 출력하는 고체 촬상 소자를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 상기 고체 촬상 소자의 구동 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 고체 촬상 소자는, 광소자들, 수직 CCD, 및 수평 CCD를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 광소자들은 2차원 행렬형태로 배열되고, 빛을 감지하여 전기적 신호로 변환하여 영상신호를 생성한다. 상기 수직 CCD는 수직 구동 신호들을 입력받는 수직 구동 전극들을 이용하여, 2행씩은 이웃하고 이웃하는 2행들 간에는 소정 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송한다. 상기 수평 CCD는 수평 구동 신호들을 입력받는 수평 구동 전극들을 이용하여, 상기 수직 전송된 영상신호들을 행별로 수신하여 상기 수신된 행별 영상신호들을 수평 전송하여 출력한다. 상기 이웃하는 2행의 영상신호는 R,G,B의 3색 신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수직 CCD는, 제1 필드에서 이웃하는 2행씩 수직 전송하고, 제2 필드에서 상기 소정 행만큼 떨어져 있는 다른 이웃하는 2행씩 수직 전송하며, 상기 제1 필드 및 상기 제2 필드는 한 프레임을 구성하는 것을 특징으로 한다. 상기 수직 CCD는, 제1 필드에서 이웃하는 2행 각각에 존재하는 제1 색 신호 및 제2 색 신호를 차례로 수직 전송하고, 제2 필드에서 상기 다른 이웃하는 2행 각각에 존재하는 상기 제1 색 신호 및 상기 제2 색 신호를 차례로 수직 전송하는 것을 특징으로 한다. 상기 수직 CCD는, 이웃하는 다른 열을 통하여, 상기 제1 필드에서 제3 색 신호 및 상기 제1 색 신호를 차례로 수직 전송하고, 상기 제2 필드에서 상기 제3 색 신호 및 상기 제1 색 신호를 차례로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 고체 촬상 소자 구동 방법은, 2차원 행렬형태로 배열된 광소자들에서, 빛을 감지하여 전기적 신호로 변환하여 영상신호를 생성하는 단계; 수직 구동 신호들을 입력받는 수직 구동 전극들을 이용하여, 2행씩은 이웃하고 이웃하는 2행들 간에는 소정 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송하는 단계; 및 수평 구동 신호들을 입력받는 수평 구동 전극들을 이용하여, 상기 수직 전송된 영상신호들을 행별로 수신하여 상기 수신된 행별 영상신호들을 수평 전송하여 출력하는 단계를 구비하며, 상기 이웃하는 2행의 영상신호는 R,G,B의 3색 신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 CCD형 고체 촬상 소자(500)를 이용하는 컬러 촬상 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 촬상 시스템은 CCD형 고체 촬상 소자(500), 보간기(600), 및 신호 처리부(700)를 구비한다.

상기 고체 촬상 소자(500)는 CCD(charge coupled device) 형태의 촬상 장치로서, 휴대폰 카메라, 디지털 스틸 카메라(digital still camera) 등에 장착되어, 시야에 전개되는 영상을 촬상하여 전기적 신호로 변환하여 영상 신호를 출력한다. 상기 고체 촬상 소자(500)는 광소자(photodiode)들을 이용하여 외부 빛을 감지하고 전기적 신호로 변환하여 영상 신호를 출력한다. 상기 광소자들은 2차원 행렬 형태의 픽셀 어레이를 구성한다. 상기 고체 촬상 소자(500)는 수직 CCD 구동을 위한 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4)과 수평 CCD 구동을 위한 수평 구동 신호들(VH1, VH2)을 입력받아, 픽셀 어레이 상에서 이웃하는 2행씩의 영상 신호를 연속적으로 출력한다. 즉, 한 프레임을 구성하는 제1 필드와 제2 필드 각각에서 서로 다른 영상 신호 패턴을 번갈아 출력하는 종래 방식과는 달리, 본 발명의 일실시예에 따른 CCD형 고체 촬상 소자(500)는 이웃하는 2행씩, 즉, (R, G)행 및 (G, B)행의 영상 신호를 각 필드마다 연속적으로 출력하므로, 소정 짧은 주기마다 3색 신호 (R, G, B) 모두가 출력된다. 여기서는 픽셀 어레이 패턴이 베이어(Bayer) 패턴인 것으로 가정하지만, 픽셀 어레이 패턴은 다양하게 구성될 수 있으므로 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 고체 촬상 소자(500)에 대해서는 아래에서 좀더 자세히 기술된다.

상기 보간기(600)는 상기 고체 촬상 소자(500)에서 출력되는 삼색 신호(R, G, B)를 수신하여 보간 처리하고, 보간 처리된 삼색 신호(R, G, B)는 다시 신호 처리부(700)를 거쳐 LCD(liquid crystal display)와 같은 디스플레이 장치로 출력된다. 여기서, 상기 고체 촬상 소자(500)는 픽셀 어레이 상의 각 행의 영상 신호를 한 필드 기간에 모두 출력하는 것은 아니고, 2 필드로 나누어, 이웃하는 (R, G)행 및 (G, B)행으로 구성되는 2행들 간에 소정 행만큼 떨어져 있는 영상 신호를 연속적으로 출력한다. 따라서, 상기 보간기(600)는 삼색 신호(R, G, B)를 보간 처리하기 위하여 라인 메모리, 즉, 픽셀 어레이 상의 한 행의 영상 신호를 저장할 수 있는 최소한의 메모리를 가질 수 있다. 또는, 삼색 신호(R, G, B)를 공급하는 이와 같은 라인 메모리는 상기 보간기(600) 외부에 구비될 수도 있다. 이는, 도 1과 같은 종래 방식에서 한 프레임 또는 한 필드의 영상 신호를 저장할 수 있는 메모리 버퍼가 요구되는 것에 비하여 매우 작은 메모리 용량이 요구된다는 것을 의미한다.

도 6은 도 5의 고체 촬상 소자(500)의 픽셀 구조를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 도 5의 고체 촬상 소자(500)는 광소자들(580), 및 수직 CCD(570)를 구비한다. 수직 CCD(570)에서 출력되는 영상 신호는 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이 수평 CCD(590)으로 전달된다. 도 6에서, 수직 CCD(570)를 구동하는 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4)을 전달하는 구동 전극들(510~560)은 광소자들(580) 사이에서 서로 분리되어 있는 것으로 도시되었으나, 주지된 바와 같이, 광소자들(580)로부터 전달된 신호 전하를 수직 전송하기 위하여 내부적으로는 서로 다른 레이어(layer)가 겹친 구조로 이루어질 수 있다. 상기 광소자들(580)은, 일반적인 경우와 마찬가지로, 픽셀 어레이 상에서 2차원 행렬형태로 배열되고, 빛을 감지하여 전기적 신호로 변환하여 영상신호를 생성한다. 각 픽셀을 이루는 광소자들(580) 상부에는, 위에서 기술한 바와 같이, 베이어(Bayer) 패턴의 컬러 필터 어레이가 배치된다고 가정한다. 상기 수직 CCD(570)는 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4)을 입력받는 수직 구동 전극들(510~560)을 이용하여, 광소자들(580)에서 감지된 영상 신호를 받아 수직 전송하여 수평 CCD(590)로 출력한다. 상기 수평 CCD(590)는 수평 구동 신호들(VH1, VH2)을 입력받는 수평 구동 전극들(미도시)을 이용하여, 상기 수직 CCD(570)에서 받은 행별 영상신호들을 수평 전송하여 출력한다. 이와 같은 상기 수직 CCD(570) 및 상기 수평 CCD(590)의 동작에 대해서는 도 7의 설명에서 좀 더 자세히 설명된다.

도 7은 도 6의 고체 촬상 소자(500)의 동작 설명을 위한 흐름도이다. 도 8a 내지 도 8d는 도 7의 고체 촬상 소자(500)의 동작 설명의 이해를 돕기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 먼저 기계식 셔터(mechanical shutter)를 개방하여 일정 시간 동안 광소자(580)에 신호 전하를 축적한다(S710). 다음에 제1 필드에서, 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4) 중 V1A 및 V3A를 전달하는 구동 전극들(510, 540)에 독출(readout)을 위한 액티브 신호가 인가되면 일정 행들, 즉, (R, G)행 및 (G, B)행의 영상 신호가 광소자(580)로부터 수직 CCD(570)로 전달되고, 이와 같이 수직 CCD(570)로 전달된 V1A 및 V3A 필드 패킷(도 8a 및 도 8b 참조)은, 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4)에 의하여 행별로 수직 CCD(570)에서 수평 CCD(590) 방향으로 수직 전송된다(S720). 여기서, 도 8a 및 도 8b 참조를 참조하면, V1A 필드 패킷은 (R, G)행을 구성하는 영상 신호들 R1, G3, ..., R2, G4, ...이고, V3A 필드 패킷은 (G, B)행을 구성하는 영상 신호들 G1, B1, ..., G2, B2, ...이다.

도 9는 도 6의 CCD형 고체 촬상 소자(500)의 전하 패킷의 수직 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9에는 수직 CCD(570)가 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4)에 의하여 도 8a에서 영상 신호 G2에 대응하는 전하를 수직으로 전송하는 예가 도시되어 있다. CCD형 고체 촬상 소자(500)의 전하 패킷 전송 방법은 통상적으로 잘 알려져 있으므로, 여기서는 약술한다. 제1 필드에서, 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4) 중 V1A 및 V3A를 전달하는 구동 전극들(510, 540)에 독출(readout)을 위한 제2 논리 상태(논리 하이 상태)의 액티브 신호가 인가될 때, 도 8a에서 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4) 중 V2는 액티 브 되지 않은 제1 논리 상태(논리 로우 상태)의 신호를 출력한다. 이때, 영상 신호 G2와 R2에 대응하는 픽셀은 서로 인접하여 있으나, 경계에 놓여 있는 수직 구동 신호 V2에 의하여 영상 신호 G2와 R2 각각에 대응하는 전하는 서로 섞이지 않고, 수직 전송될 수 있다. 도 9는 영상 신호 G2에 대응하는 전하가 수직 전송될 때, 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4)에 의하여 형성되는 에너지 다이어그램과 신호 전하의 수직 이동을 나타낸다. 먼저, T1에서, 액티브 되지 않은 수직 구동 신호 V2 및 액티브 된 수직 구동 신호 V3A, V4, V1B에 의하여, 영상 신호 G2에 대응하는 전하는 수직 구동 신호 V3A, V4, V1B가 배치된 전극들(540, 560, 520)을 따라 분포한다. 다음 T2에서 액티브 된 수직 구동 신호 V4, V1B에 의하여, 신호 전하는 V4, V1B가 배치된 전극들(560, 520)을 따라 분포한다. 다음 T3에서는 액티브 된 수직 구동 신호 V4, V1B, V2에 의하여, 신호 전하는 V4, V1B, V2가 배치된 전극들(560, 520, 530)을 따라 분포한다. 광소자(580)로부터 수직 CCD(570)로 전달된 신호 전하는 이와 같이 주지된 방식으로 수직 전송된다.

이와 같이, 상기 수직 CCD(570)는, 제1 필드에서 2행씩은 이웃하고 이웃하는 2행들 간에는 소정 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송한다. 이때, 상기 수직 CCD(570)는, 제1 열을 통하여 이웃하는 2행 각각에 존재하는 제1 색(green)을 가지는 신호(G1 또는 G2) 및 제2 색(red)을 가지는 신호(R1 또는 R2)를 차례로 수직 전송하고, 제2 열을 통하여, 제3 색(blue)을 가지는 신호(B1 또는 B2) 및 상기 제1 색(green)을 가지는 신호(G3 또는 G4)를 차례로 수직 전송한다. 상기 제1 색(green) 신호, 상기 제2 색(red) 신호, 및 상기 제3 색(blue) 신호는 베이어 패턴을 구성한다.

한편, 수평 CCD(590)는 V1A 및 V3A 필드 패킷을 행별로 받아, 수평 구동 신호(VH1, VH2)에 의하여 수평으로 전송시켜 (R, G)행 영상 신호 및 (G, B)행 영상 신호를 번갈아 출력한다(S730). 수평 CCD(590)의 전하 이동 방식도 위의 도 9의 설명에서 기술된 방식과 유사하고, 잘 알려져 있으므로 여기서는 설명을 생략한다.

마찬가지로, 다음 제2 필드 기간에서도 또한 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4) 중 V1B 및 V3B를 전달하는 구동 전극들(520, 550)에 독출(readout)을 위한 액티브 신호가 인가되면 일정 행들, 즉, (R, G)행 및 (G, B)행의 영상 신호가 광소자(580)로부터 수직 CCD(570)로 전달되고, 이와 같이 수직 CCD(570)로 전달된 V1B 및 V3B 필드 패킷(도 8c 및 도 8d 참조)은, 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4)에 의하여 행별로 수직 CCD(570)에서 수평 CCD(590)로 수직 전송된다(S740). 여기서, 도 8c 및 도 8d 참조를 참조하면, V1B 필드 패킷은 (R, G)행을 구성하는 영상 신호들 R3, G7, ..., R4, G8, ...이고, V3B 필드 패킷은 (G, B)행을 구성하는 영상 신호들 G5, B3, ..., G6, B4, ...이다.

이와 같이, 상기 수직 CCD(570)는, 제2 필드에서도 또한 2행씩은 이웃하고 이웃하는 2행들 간에는 소정 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송한다(S740). 여기서, 이웃하는 2행들 간에는 2 행만큼 떨어져 있고, 상기 수직 CCD(570)는 이러한 영상신호들을 받아 수직 전송하는 것으로 가정하였으나, 상기 수직 CCD(570)는 상기 수직 구동 신호들(V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4) 이외에 다른 수직 구동 신호들을 전달하는 구동 전극들을 더 구비하여 이웃하는 2행들 간에 4 행, 6행과 같이 2의 배수 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송할 수 있다. 다만, 신호선의 복잡도를 고려할 때, 상기 수직 CCD(570)는 이웃하는 2행들 간에 2 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송하는 것이 가장 바람직하다.

제2 필드에서도, 상기 수직 CCD(570)는, 제1 열을 통하여 이웃하는 2행 각각에 존재하는 제1 색(green)을 가지는 신호(G5 또는 G6) 및 제2 색(red)을 가지는 신호(R3 또는 R4)를 차례로 수직 전송하고, 제2 열을 통하여, 제3 색(blue)을 가지는 신호(B3 또는 B4) 및 상기 제1 색(green)을 가지는 신호(G7 또는 G8)를 차례로 수직 전송한다. 여기서도, 상기 제1 색(green) 신호, 상기 제2 색(red) 신호, 및 상기 제3 색(blue) 신호는 베이어 패턴을 구성한다.

한편, 수평 CCD(590)는 제2 필드에서도, V1B 및 V3B 필드 패킷을 행별로 받아, 수평 구동 신호(VH1, VH2)에 의하여 수평으로 전송시켜 (R, G)행 영상 신호 및 (G, B)행 영상 신호를 번갈아 출력한다(S750).

상기 제1 필드 및 상기 제2 필드는 한 프레임을 구성하고, 한 프레임은 디스플레이 장치에서 한 장의 사진을 표시한다.

위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고체 촬상 소자(500)는, 보간기(600)에서 필요한 이웃하는 3 색 신호를 한 필드 후에 출력하는 종래의 수직 CCD 구동 방법과 달리, 변경된 수직 CCD(570) 구동 방법에 의하여 광소자(580)에서 감지된 (R, G)행 영상 신호 패킷과 (G, B)행 영상 신호 패킷을 번갈아 연속 출력한다. 따라서, 디스플레이 장치 구동을 위하여, 프레임 메모리 버퍼 없이 영상 신호 처리가 가능하다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 고체 촬상 소자는, 이웃하는 3 색 신호를 연속적으로 출력하므로, 휴대폰 카메라, 또는 디지털 스틸 카메라와 같은 모바일 용 소형 시스템에 적용할 때, 디스플레이 장치 구동을 위하여 프레임 메모리 버퍼가 요구되지 않고, 이에 따라 저비용으로 경박단소의 시스템을 구성할 수 있는 효과가 있다.

Claims

2차원 행렬형태로 배열되고, 빛을 감지하여 전기적 신호로 변환하여 영상신호를 생성하는 광소자들;

수직 구동 신호들을 입력받는 수직 구동 전극들을 이용하여, 2행씩은 이웃하고 이웃하는 2행들 간에는 소정 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송하는 수직 CCD(charge coupled device); 및

수평 구동 신호들을 입력받는 수평 구동 전극들을 이용하여, 상기 수직 전송된 영상신호들을 행별로 수신하여 상기 수신된 행별 영상신호들을 수평 전송하여 출력하는 수평 CCD를 구비하며,

상기 이웃하는 2행의 영상신호는 R,G,B의 3색 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
제 1항에 있어서, 상기 소정 행은,

2의 배수 행인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
제 2항에 있어서, 상기 소정 행은,

2 행인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
제 3항에 있어서, 상기 수직 CCD는,

제1 필드에서 이웃하는 2행씩 수직 전송하고, 제2 필드에서 상기 소정 행만큼 떨어져 있는 다른 이웃하는 2행씩 수직 전송하며, 상기 제1 필드 및 상기 제2 필드는 한 프레임을 구성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
제 1항에 있어서, 상기 수직 CCD는,

제1 필드에서 이웃하는 2행 각각에 존재하는 제1 색 신호 및 제2 색 신호를 차례로 수직 전송하고, 제2 필드에서 상기 다른 이웃하는 2행 각각에 존재하는 상기 제1 색 신호 및 상기 제2 색 신호를 차례로 수직 전송하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
제 5항에 있어서, 상기 수직 CCD는,

이웃하는 다른 열을 통하여, 상기 제1 필드에서 제3 색 신호 및 상기 제1 색 신호를 차례로 수직 전송하고, 상기 제2 필드에서 상기 제3 색 신호 및 상기 제1 색 신호를 차례로 전송하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
제 6항에 있어서, 상기 제1 색 신호, 상기 제2 색 신호, 및 상기 제3 색 신호는,

베이어 패턴을 구성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
2차원 행렬형태로 배열된 광소자들에서, 빛을 감지하여 전기적 신호로 변환하여 영상신호를 생성하는 단계;

수직 구동 신호들을 입력받는 수직 구동 전극들을 이용하여, 2행씩은 이웃하고 이웃하는 2행들 간에는 소정 행만큼 떨어져 있는 영상신호들을 받아 수직 전송하는 단계; 및

수평 구동 신호들을 입력받는 수평 구동 전극들을 이용하여, 상기 수직 전송된 영상신호들을 행별로 수신하여 상기 수신된 행별 영상신호들을 수평 전송하여 출력하는 단계를 구비하며,

상기 이웃하는 2행의 영상신호는 R,G,B의 3색 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 구동 방법.
제 8항에 있어서, 상기 소정 행은,

2의 배수 행인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 구동 방법.
제 9항에 있어서, 상기 소정 행은,

2 행인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 구동 방법.
제 10항에 있어서, 상기 수직 전송 단계는,

제1 필드에서 이웃하는 2행씩 수직 전송하는 단계; 및

제2 필드에서 상기 소정 행만큼 떨어져 있는 다른 이웃하는 2행씩 수직 전송하는 단계를 구비하며,

상기 제1 필드 및 상기 제2 필드는 한 프레임을 구성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 구동 방법.
제 8항에 있어서, 상기 수직 전송 단계는,

제1 필드에서 이웃하는 2행 각각에 존재하는 제1 색 신호 및 제2 색 신호를 차례로 수직 전송하는 단계; 및

제2 필드에서 상기 다른 이웃하는 2행 각각에 존재하는 상기 제1 색 신호 및 상기 제2 색 신호를 차례로 수직 전송하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 구동 방법.
제 12항에 있어서, 상기 수직 전송 단계는,

이웃하는 다른 열을 통하여, 상기 제1 필드에서 제3 색 신호 및 상기 제1 색 신호를 차례로 수직 전송하고, 상기 제2 필드에서 상기 제3 색 신호 및 상기 제1 색 신호를 차례로 전송하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 구동 방법.
제 13항에 있어서, 상기 제1 색 신호, 상기 제2 색 신호, 및 상기 제3 색 신호는,

베이어 패턴을 구성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 구동 방법.