KR101115899B1

KR101115899B1 - 기계식 셔터 노출 시간을 결정하는 장치 및 방법과 컴퓨터 판독가능 저장 매체

Info

Publication number: KR101115899B1
Application number: KR1020097013235A
Authority: KR
Inventors: 주하 알라카루
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2012-03-13
Also published as: WO2008065495A2; WO2008065495A3; KR20090090359A; CN101543055B; EP2098066A2; US20080122969A1; ATE502479T1; CN101543055A; US7724301B2; DE602007013283D1; EP2098066B1

Abstract

본 명세서 및 도면은, 디지털 카메라 또는 디지털 카메라를 갖는 전자기기에서 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 이미지(예컨대, 상보성 금속산화막 반도체(CMOS)) 센서의 롤링 판독에 의해 기계식 셔터 노출 시간(예컨대, 실제 클로징 시간)을 결정하는 새로운 방법, 장치 및 소프트웨어 제품을 나타낸다.

Description

기계식 셔터 노출 시간을 결정하는 장치 및 방법과 컴퓨터 판독가능 저장 매체{DETERMINATION OF MECHANICAL SHUTTER EXPOSURE TIME}

본 출원은 2006년 11월 27에 제출된 미국특허출원 제11/605834호로부터 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 디지털 카메라를 구비한 전자기기에 관한 것으로, 더 상세하게는, 롤링 판독을 하는 이미지 센서 및 기계식 셔터(mechanical shutter)를 사용하는 디지털 카메라 및 그러한 디지털 카메라를 갖는 전자기기에 관한 것이다.

카메라(예컨대, 디지털 카메라)에서 이미지 센서는 육안으로 볼 수 있는 이미지를 전기 신호로 변환하는 구성요소이다. 이미지 센서는 CMOS(complimentary metal oxide semiconductor) 또는 CCD(charge coupled device) 센서의 두 종류로 나누어질 수 있다. CMOS 센서는 높은 집적도, 저렴한 가격 및 저소비 전력으로 인해 휴대전화에서 통상 사용된다.

CMOS 센서의 가장 큰 문제 중 하나는 롤링 셔터(rolling shutter)라고 불리 는 특징이다. 센서가 롤링 셔터를 갖고 있으면, 전체가 아니라 라인마다 노출이 이루어진다. 각 라인이 약간의 시간차를 갖고 노출되기 때문에, 움직이는 타겟의 이미지가 휜 것처럼 보인다. 이 휨을 모션스큐(motion skew)라고 부른다.

기계식 셔터를 사용함으로써 모션 스큐를 피할 수 있지만, 기계식 셔터를 사용하면 노출 시간을 아주 정확하게 설정할 수는 없다. 이것은 결코 완전히 정확하지 않은 기계식 무브먼트를 요구하는 기계식 셔터를 사용하여 이미지를 캡쳐하기 때문이다. 동일한 기계식 셔터의 노출 시간도, 예컨대, ±0.2ms 변할 수 있다. 따라서, 요구되는 노출 시간이 1ms이면 기계식 셔터에 의한 실제 노출 시간은 0.8ms와 1.2ms 사이로 된다. 이와 같은 20%의 변동은 허용할 수도 있지만, 요구된 노출 시간이 더 짧다면, 예컨대 0.2ms라고 한다면, 실제 노출 시간은 0ms~0.4ms 사이에서 변화할 것이기 때문에, 기계식 셔터를 사용할 수 없을 것이다.

새로운 하이다이나믹 레인지(high dynamic range, HDR) 기술을 사용하는 경우에 이 문제는 더 심해진다. 이들 기술에서, 노출 시간은 긴 것 및 짧은 것의 두 부분으로 나누어진다. 요구되는 노출 시간이 또 1ms이면, 실제로는 예컨대 0.8ms 및 0.2ms의 노출 시간을 갖고 두 번 노출될 것이다. 이 경우, 기계식 셔터 변동은 짧은 노출 시간, 즉, 요구된 0.2ms의 짧은 노출 시간 대신, 실제의 짧은 노출 시간은 0에서 0.4ms 사이가 될 것이다. 이것은 분명히 HDR 모드를 사용할 수 없게 만들 것이다.

초기의 구현에서는, 기계식 셔터 변동이 전체 노출 시간의 일부보다 크지 않도록 노출 시간이 선택됐다. 더 적은 광이 센서에 도달하도록 함으로써 노출 시간 은 더 길게 되었다. 이것은, 요구된 노출 시간이 그 변동에 비해 더 짧아지면 개구가 더 작아지는 가변 조리개 또는 렌즈 앞에서 필터를 사용하여 달성되었다.

초기 구현에서의 문제는,

? 필터 또는 가변 조리개 등의 기계적 구성요소는 카메라 모듈의 비용 및 크기를 증가시킴

? 매우 짧은 노출 시간은 불가능함 : 이것은 매우 빠른 움직을 캡쳐한 것 등의 일부 사진의 상태에서는 문제를 초래할 수 있음

을 포함하지만, 이것에 한정되지는 않는다.

본 발명의 제 1 국면에 따른 장치는, 이미지의 미리 정해진 노출을 제공하도록 구성되는 기계식 셔터 -- 상기 미리 정해진 노출은 기계식 셔터의 전체 리셋 시간 및 클로징 시간에 의해 정해짐 -- 와, 롤링 셔터 능력을 갖고, 미리 정해진 노출에 반응하여 이미지의 롤링 판독에 의해 교정 이미지 신호 및 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호를 제공하도록 구성되는 이미지 센서 -- 교정 이미지 신호는, 사전 결정된 기준을 이용하여 실제 이미지 신호의 보상을 위한 교정 이미지 신호를 사용하여 기계식 셔터의 클로징 시간을 결정하기 위해, 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안, 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독에 의해 제공됨 -- 를 구비한다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 장치는 기계식 셔터의 클로징 시간을 결정하기 위한 교정 처리 모듈(calibration processing module)을 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 클로징 시간은, 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독 동안, 미리 정해진 노출의 최소 허용 오차값에 따른 시간 후에 미리 정해진 노출 동안 연속적인 행에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값(average row exposure readout values)이 실질적으로 증가한 다음 실질적으로 일정해지는 지점에 의해 결정될 수 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역은, 롤링 판독이 시작되고 사전 결정된 수의 행을 포함하는 이미지 센서의 센서 어레이의 한쪽에 있을 수도 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 미리 정해진 노출의 최대 허용 오차값에 따른 시간 후에, 이미지 센서는 이미지의 롤링 판독의 속도를 변경하도록 구성될 수도 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 미리 정해진 노출의 최대 허용 오차값에 따른 시간 후에, 이미지 센서는 사전 결정된 타임아웃을 동안 롤링 판독을 정지하고, 타임아웃 후에 롤링 판독을 계속하도록 구성될 수도 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 시간 간격 동안, 이미지 센서는 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역에 대해서는 부분 롤링 리셋(partial rolling reset)을 제공하고, 이미지 센서의 잔여 영역에 대해서는 전체 리셋(global reset)을 제공하도록 구성할 수도 있다. 또한, 클로징 시간은, 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독 동안, 미리 정해진 노출의 최소 허용 오차값에 따른 시간 후에, 미리 정해진 노출 동안 연속적인 행에 대한 시간의 함수로서 평균 행 노출값이 실질적으로 일정해진 다음 실질적으로 0으로 감소하기 시작하는 지점에 의해 결정될 수 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 상기 장치는 전자기기 또는 무선 통신용 전자기기의 일부일 수 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 교정 영역(calibration area)은 수퍼화소(superpixels)를 포함할 수 있고, 수퍼화소의 각각은, a) 이미지 센서의 한 라인의 길이 및 실제 이미지 신호를 제공하는 이미지 센서의 실제 이미지 영역의 하나의 화소의 높이를 갖는 수퍼셀(supercell), b) 하나의 행이 하나의 수퍼화소로 보이게 하기 위해 아날로그 도메인에서 조합되는 화소들의 행, 및 c) 하나의 행이 하나의 수퍼화소로 보이게 하기 위해 디지털 도메인에서 조합되는 화소들의 행 중 하나로 구성될 수도 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 집적 회로는 상기 장치의 전부 또는 선택된 모듈을 구비할 수 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 미리 정해진 노출의 최소 허용 오차값에 따른 시간에서 교정 영역에 대해 또 다른 전체 리셋이 적용될 수 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 실제 이미지 신호는 사전 결정된 교정 영역으로 이용되지 않은 이미지 센서의 잔여 영역의 롤링 판독에 의해 제공될 수 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 확산기(diffuser) 구성요소는 사전 결정된 교정 영역의 상부에 배치될 수 있다.

또한 본 발명의 제 1 국면에 따르면, 이미지 센서는 상보적 금속산화막 반도체 센서일 수 있다.

본 발명의 제 2 국면에 따른 방법은, 기계식 셔터를 사용하여 이미지의 미리 정해진 노출 -- 미리 정해진 노출은 기계식 셔터의 전체 리셋 시간 및 클로징 시간에 의해 정해짐 -- 을 제공하는 단계와, 롤링 셔터 능력을 갖는 이미지 센서를 이용하여 미리 정해진 노출에 따라 이미지의 롤링 판독에 의한 교정 이미지 신호 및 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호를 제공 -- 교정 이미지 신호는, 실제 이미지 신호의 보상을 위해, 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안, 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독에 의해 제공됨 -- 하는 단계와, 보상을 위한 교정 이미지 신호를 사용하여 기계식 셔터의 상기 클로징 시간을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 2 국면에 따르면, 클로징 시간은 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독 동안, 미리 정해진 노출의 최소 허용 오차값에 따른 시간 후에, 미리 정해진 노출 동안 연속적인 행 또는 행수에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값이 실질적으로 증가한 다음 실질적으로 일정해지는 지점에 의해 결정될 수 있다.

또한 본 발명의 제 2 국면에 따르면, 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역은, 롤링 판독이 시작되고 사전 결정된 수의 행을 포함하는 이미지 센서의 센서 어레이의 한쪽에 있을 수 있다.

또한 본 발명의 제 2 국면에 따르면, 미리 정해진 노출의 최대 허용 오차값에 따른 시간 후에, 이미지 센서는 이미지의 롤링 판독의 속도를 변경하도록 구성될 수 있다.

또한 본 발명의 제 2 국면에 따르면, 미리 정해진 노출의 최대 허용 오차값에 따른 시간 후에, 이미지 센서는 사전 결정된 타임아웃을 위해 롤링 판독을 정지하고, 타임아웃 후에 롤링 판독을 계속하도록 구성될 수도 있다.

또한 본 발명의 제 2 국면에 따르면, 시간 간격 동안, 이미지 센서는 이미지의 사전 결정된 부분에 대해서만 부분 롤링 리셋을 제공하고, 다른 이미지 영역에 대해서는 전체 리셋을 사용하도록 구성할 수도 있다. 또한, 클로징 시간은, 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독 동안, 미리 정해진 노출의 최소 허용 오차값에 따른 시간 후에, 미리 정해진 노출 동안 연속적인 행 또는 행 수에 대한 시간의 함수로서 평균 행 노출값이 실질적으로 일정해진 다음 실질적으로 0으로 감소하기 시작하는 지점에 의해 결정될 수 있다.

또한 본 발명의 제 2 국면에 따르면, 교정 영역은 수퍼화소를 포함할 수 있고, 수퍼화소의 각각은, a) 이미지 센서의 한 라인의 길이 및 실제 이미지 신호를 제공하는 이미지 센서의 실제 이미지 영역에서 하나의 화소의 높이를 갖는 수퍼셀, b) 하나의 행이 하나의 수퍼화소로 보이게 하기 위해 아날로그 도메인에서 조합되는 화소의 행, 및 c) 하나의 행이 하나의 수퍼화소로 보이게 하기 위해 디지털 도메인에서 조합되는 화소의 행 중 하나로 구성될 수도 있다.

본 발명의 제 3 국면에 따른 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터 프로그램 코드를 컴퓨터 프로세서에 의해 실행시키기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 내장하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 구조를 포함하고, 컴퓨터 프로그램 코드는, 본 발명의 제 2 국면이 카메라 또는 상기 카메라를 포함하는 전자기기의 임의의 구성요소 또는 구성요소의 조합에 의해 실행되도록 하는 명령을 포함한다.

본 발명의 제 4 국면에 따른 전자기기는, 이미지의 미리 정해진 노출을 제공하고, 미리 정해진 노출은 기계식 셔터의 전체 리셋 시간과 클로징 시간에 의해 결정되는 기계식 셔터 및, 롤링 셔터 능력을 갖고, 미리 정해진 노출에 반응하며, 교정 이미지 신호 및 이미지의 롤링 판독에 의한 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호를 제공하고, 사전 결정된 기준을 이용하여 실제 이미지 신호의 보상을 위해 교정 이미지 신호를 사용하는 기계식 셔터의 클로징 시간을 결정하기 위해, 교정 이미지 신호는, 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안에, 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 사용하여, 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독에 의해 제공되는 이미지 센서를 구비한다.

또한 본 발명의 제 4 국면에 따르면, 전자기기는 기계식 셔터의 클로징 시간을 결정하기 위한 교정 처리 모듈을 더 구비할 수도 있다.

또한 본 발명의 제 4 국면에 따르면, 기계식 셔터 및 이미지 센서는 디지털 카메라의 일부로 될 수도 있다.

또한 본 발명의 제 5 국면에 따른 장치는, 이미지의 미리 정해진 노출을 제공하기 위한 이미지 노출 수단 -- 미리 정해진 노출은 이미지 노출 수단의 전체 리셋 시간 및 클로징 시간에 의해 정해짐 -- 과, 미리 정해진 노출에 응답하여 이미지의 롤링 판독에 의해 교정 이미지 신호 및 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호를 제공하는 감지 수단으로서, 사전 결정된 기준을 이용하여 실제 이미지 신호의 보상을 위한 교정 이미지 신호를 사용하여 이미지 노출 수단의 클로징 시간을 결정하기 위해, 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안 감지 수단의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독에 의해 교정 이미지 신호가 제공되는 감지 수단을 구비한다.

또한 본 발명의 제 5 국면에 따르면, 이미지 노출 수단은 기계식 셔터일 수 있고, 감지 수단은 롤링 셔터 능력을 갖는 이미지 센서일 수도 있다.

또한 본 발명의 제 6 국면에 따른 처리 모듈은, 기계식 셔터의 클로징 시간을 결정함으로써 이미지의 미리 정해진 노출을 나타내는 기계식 셔터 노출 신호 및 이미지 신호에 따라, 미리 정해진 노출은 기계식 셔터의 전체 리셋 시간과 클로징 시간에 의해 정해지도록 구성되고, 기계식 셔터는 미리 정해진 노출을 제공하도록 구성되고, 이미지 신호는, 교정 이미지 신호 및 실제 이미지 신호를 포함하고, 미리 정해진 노출에 따라 이미지의 롤링 판독을 사용하여 롤링 셔터 능력을 갖는 이미지 센서에 의해 생성되며, 교정 이미지 신호는 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 이용하는 이미지의 사전 결정된 부분의 롤링 판독을 사용하여 제공되는 교정 처리 모듈을 구비한다.

또한 본 발명의 제 6 국면에 따르면, 처리 모듈은, 기계식 셔터 노출 신호에 반응하고, 보상된 실제 이미지 신호를 제공하도록 구성된 이미지 처리 모듈을 더 구비할 수 있다.

또한 본 발명의 제 6 국면에 따르면, 교정 처리 모듈 및 이미지 처리 모듈을 조합할 수도 있다.

또한 본 발명의 제 6 국면에 따르면, 집적 회로는 처리 모듈의 전부 또는 선택된 모듈을 포함한다.

본 발명의 특징 및 목적의 이해를 돕기 위해, 다음의 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명을 참조한다.

도 1(a) 및 1(b)는, 본 발명의 일 실시예에 따른, CMOS 센서의 롤링 판독에 의해 기계식 셔터의 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 그래프로서, 이미지 센서의 전체 리셋과 행 단위의 판독(롤링 판독) 및 기계식 셔터 클로즈 시간을 보이고(도 1(a)), CMOS 센서의 교정 영역에서의 연속하는 행에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값(도 1(b))을 나타내는 그래프,

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, CMOS 센서에서의 위치의 함수로서 행 시간 노출(row time exposure)을 나타내는 CMOS 센서의 듀얼 롤링 판독 속도에 의해 기계식 셔터의 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 그래프,

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 센서에서의 위치의 함수로서 행 시간 노출을 나타내는, 지연(delay)을 갖는 CMOS 센서의 듀얼 롤링 판독 속도에 의해 기계식 셔터의 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 그래프,

도 4(a) 및 4(b)는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 지연을 갖는 CMOS 센서의 듀얼 롤링 판독 속도 및 부분 롤링 리셋에 의한 기계식 셔터의 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 그래프로서, CMOS 센서의 위치의 함수로서 행 시간 노출(도 4(a)) 및, CMOS 센서의 교정 영역에서의 연속하는 행에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값(도 4(b))을 보이는 그래프,

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 이미지의 롤링 판독(예컨대, CMOS 센서)에 의해 기계식 셔터 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 구현하기 위한 디지털 카메라를 갖는 전자기기(예컨대, 휴대전화)의 블럭도,

도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 이미지(예컨대, CMOS) 센서의 롤링 판독에 의한 기계식 셔터 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 흐름도이다.

디지털 카메라 또는 디지털 카메라를 구비하는 전자기기에서 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 사용하여 이미지(예컨대, 상보성 금속산화막 반도체, CMOS) 센서의 롤링 판독에 의해 기계식 셔터 노출 시간(예컨대, 실제 클로징 시간)을 결정하기 위한 새로운 방법, 장치 및 소프트웨어 제품이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서(예컨대, CMOS 센서)를 갖는 디지털 카메라에서, 롤링 셔터 능력을 가진 이미지 센서에서 이미지의 미리 정해진 노출은 기계식 셔터를 사용하여 제공할 수 있고, 상기 미리 정해진 노출은 (기계식 셔터가 열릴 때의) 전체 리셋 시간 및 기계식 셔터의 클로징 시간에 의해 정해진다. 교정 및 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호는 이미지 센서를 사용하여 상기 미리 정해진 노출에 따라 상기 이미지의 롤링 판독에 의해 제공될 수 있고, 교정 이미지 신호는, 실제 이미지 신호의 보상을 위해, 상기 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안, 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 사용하여 사전 결정된 이미지 부분의 롤링 판독에 의해 제공된다. 그 후 실제 이미지 신호의 보상을 제공하기 위한 교정 이미지 신호를 이용하여 기계식 셔터의 클로징 시간을 결정할 수 있다. 예컨대, 클로징 시간은, 사전 결정된 이미지 부분의 롤링 판독 동안, 미리 정해진 노출의 최소 허용 오차값에 따른 시간 후에, 상기 미리 정해진 노출 동안 연속적인 행에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값이 실질적으로 증가된 후에 실질적으로 일정해지는 지점에 의해 결정될 수 있다.

또한, 이미지 센서의 상기 사전 결정된 교정 영역은, 판독이 시작되고 사전 결정된 수의 행을 포함하는 이미지 센서의 상부(또는 위쪽) 또는 일반적으로 이미지 센서의 옆쪽일 수 있다(그 실제 위치는 카메라의 방위(orientation)에 따라 달라질 수 있다).

다른 실시예에 따르면, 여기에 상술한 바와 같이, 미리 정해진 노출의 최대 허용 오차값에 따른 시간 후에, 이미지 센서는, 상기 이미지의 상기 롤링 판독 속도를 변경하도록(예컨대, 증가시키도록) 구성할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 여기에 상술한 바와 같이, 상기 미리 정해진 노출의 상기 최대 허용 오차값에 따른 시간 후에, 이미지 센서는 사전 결정된 타임아웃 동안 롤링 판독을 정지하고, 상기 타임아웃 후에 상기 롤링 판독을 계속하도록 구성할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 여기에 상술한 바와 같이, 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안, 이미지 센서는 부분 롤링 리셋을 제공하도록 구성할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 여기에 상술한 바와 같이, 셔터 클로징 시간은, 사전 결정된 이미지 부분의 상기 롤링 판독 동안, 상기 미리 정해진 노출의 상기 최소 허용 오차값에 따른 시간 후에 상기 미리 정해진 노출 동안 연속적인 행에 대한 시간의 함수로서 평균 행 노출값이 실질적으로 일정해진 다음 실질적으로 0으로 감소하기 시작하는 지점에 의해 결정할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 여기에 상술한 바와 같이, 교정 영역은 수퍼화소를 포함할 수 있고, 이들 수퍼화소의 각각은 이미지 센서의 하나의 라인의 길이 및 실제 이미지 신호를 제공하는 (상기 이미지 센서의) 실제 이미지 영역에서의 화소의 높이를 갖는다. 대안적으로, 교정 영역에서 라인을 비닝(binning)함으로써 동일한 기능을 달성할 수 있다. 비닝은 아날로그 도메인에서 라인의 평균을 계산하는 것에 대응한다. 비닝이 불가능하다면, 교정 영역의 라인을 디지털 도메인에서 평균 화할 수 있다.

정확한 교정을 가능하게 하기 위해 교정 영역의 이미지 내용은 비교적 일정해야 한다. 또 다른 실시예에 따르면, 그 영역에서 이미지 내용을 일정하게 하기 위해, 교정 영역의 상부에 확산기(diffuser)를 설치할 수 있다.

도 1(a), 1(b), 2, 3, 4(a) 및 4(b)는 디지털 카메라 또는 디지털 카메라를 갖는 전자기기에서 이미지 센서의 롤링 판독에 의해 기계식 셔터 노출 시간을 결정하는 동작 원리에 대한 서로 다른 실시예를 나타낸다. 이들 도면에서 CMOS 센서는 일례로서 사용되고, 롤링 셔터 및/또는 롤링 판독 능력을 갖는 다른 적절한 이미지 센서(예컨대, NMOS 센서)를 마찬가지로 사용할 수 있다.

도 1(a), 1(b)는, 본 발명의 일 실시예에 따른, CMOS 센서의 롤링 판독에 의한 기계식 셔터의 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 그래프의 예로서, CMOS 센서에서의 위치의 함수로서 행 시간 노출(도 1(a)) 및, CMOS 센서의 교정 영역에서 연속하는 행에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값(도 1(b))을 나타낸다. 도 1(a)에서 수평선은 CMOS 센서 행의 노출(즉, 노출 기간)을 나타낸다(기계식 셔터의 클로징 후에 센서 화소는 광에 여전히 반응하지만, 셔터가 닫혀 있기 때문에 광이 화소에 도달하지는 못한다는 것을 주의해야 한다). 노출은 이미지 센서에서 통상적으로 이용 가능한 전체 리셋(global reset)으로 시작할 수 있다. 센서 이미지 영역의 상부인 "셔터 교정 영역"은 셔터의 실제 노출 시간을 결정하기 위한 피드백으로서 사용된다(도 1(a) 참조). 연속적인 행에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값의 변동을 이용하는 셔터가 실제로 닫히면, 교정 영 역 화소 출력 데이터를 밝힐 수 있다. 이상적으로는, 이 교정 영역의 판독 시간은 셔터 허용 오차(기계식 셔터의 노출 시간의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격)와 동일하게 설정된다.

이미지가 판독되면, 교정 영역의 행의 평균값(즉, 주어진 행에서의 모든 화소의 평균)은 도 1(b)와 같이 된다. 기계식 셔터가 열릴 때 판독되는 행은 실질적으로 행마다 증가하는 값을 갖는다. 한편, 셔터가 닫힐 때 판독되는 행은 그러한 기울기를 갖지 않는다(즉, 실질적으로 일정해진다). 이것은 전체 리셋 및 롤링 판독으로부터 기인한다.

도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 정확한 셔터 클로징 시간은 라인 10 및 12의 교차점에서의 증가하는 화소값의 니 포인트(knee point)에 있다. r0을 교정 영역에서의 최초 행의 인덱스라고 하고, rm을 교정 영역에서의 마지막 행의 인덱스라고 하고, rk를 니 포인트의 행의 인덱스라고 하자. 또한, 롤링 판독 속도는, rm과 r0 판독의 시간차가 공지된 t_t(셔터 허용 오차 시간, 즉, 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격)와 동일하게 되도록 한다고 하자. 주어진 이들 전제 하에, r0 판독 시간에 관한 실제 셔터 클로징 시간은, 예컨대,

에 의해 구할 수 있고, 총 노출 시간은 t_1+t_2로 할 수 있다.

전체 리셋 기능을 갖는 기존의 롤링 셔터 CMOS 센서를 이용하여 간단한 구현을 실행할 수 있어, 센서 이미지 영역의 상부를 교정 영역으로서 이용할 수 있다. 시스템 구현에서, 센서 판독 속도는 셔터 허용 오차 시간 동안 적당한 수의 행이 판독되도록 설정된다. 셔터 허용 오차 시간 동안 판독되는 행은 자동으로 교정 행로 된다. 도 1(a)에서 도시하는 바와 같이, 시스템 구현에서, 센서 판독은 가능한 한 가장 빠른 셔터 클로징 시간, 즉, 통상(nominal) 셔터 클로징 시간에서 셔터 허용 오차 시간을 뺀 시간에서(즉, 최소 허용 오차값에 대응하는 시간에서) 시작해야 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 2는 CMOS 센서에서의 위치의 함수로서 행 시간 노출을 나타내는 CMOS 센서의 듀얼 롤링 판독 속도를 갖는 기계식 셔터 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 다른 예의 그래프를 나타낸다.

모든 센서 행이 동일한 속도로 판독되면, 판독 속도는, t_total=t_t*(rl-r0)/(rm-r0)의 값을 가져야 하고, 여기서 rl은 마지막 행의 인덱스(다른 기호들은 앞에 설명되었다). 다시 말하면, 총 판독 시간은 교정 영역에서 행의 판독 시간이 t_t로 되어야 한다. 총 판독 시간을 최적화하기 위한 유일한 방법은 교정 영역에서의 행의 수의 최적화일 것이다. 그 대안으로서, 다른 실시예에 따르면, CMOS 센서는 그 행의 일부가 다른 것과 다른 속도로 판독될 수 있는 기능을 가질 수 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이 교정 영역은 실제 이미지 영역과 다른 속도(예컨대, 더 느린 속도)로 판독될 수 있다. 이와 같이, 교정 영역 판독 시간, 이미지 영역 판독 시간 및 교정 영역에서의 행의 수는 개별적으로 최적화될 수 있다. 그러한 기능은 CMOS 센서로 구현할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, CMOS 센서에서의 위치의 함수로서 행 시간 노출을 나타내는, 지연을 갖는 CMOS 센서의 듀얼 롤링 판독 속도에 의한 기계 식 셔터 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 그래프의 다른 예를 나타낸다. 도 3의 예에서, "듀얼 센서 판독 속도" 접근법의 변동에서, 센서 판독 속도가 변할 때 작은 지연이 발생한다. 이 지연은, 기계식 셔터가 그 허용 오차 영역 바깥쪽에 있는 경우에도, 실제 이미지 영역이 판독될 때 기계식 셔터가 절대 닫히지 않게 한다.

도 4(a), 4(b)는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 지연을 갖는 CMOS 센서의 듀얼 롤링 판독 속도 및 부분 롤링 리셋에 의해 기계식 셔터 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 그래프의 또 다른 예를 나타내며, CMOS 센서에서의 위치의 함수로서 행 시간 노출(도 4(a)) 및 CMOS 센서의 교정 영역에서의 연속적인 행에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값(도 4(b))을 나타내고, (실제 이미지 신호를 제공하기 위해) 전체 리셋이 이미지 센서의 잔여 영역에 대해 제공된다.

다소 긴 노출 시간에 대해서는, 교정 영역의 값을 해석하기가 더 어려워진다. 그 이유는 노출 시간이 t_t 또는 교정 영역 판독 시간과 비교하여 긴 것 때문이다. 따라서, 교정 영역의 화소값은 작은 차이만을 가질 것이다. 물론, 노출 시간이 길면, 셔터 허용 오차가 전체 노출 시간과 비교하여 더 작아지기 때문에 정확한 기계식 셔터 노출 시간 피드백이 덜 중요해진다. 또한, 시간차(화소값차)를 더 명백하게 하기 위해 교정 영역 판독 시간을 증가시킬 수 있다. 또는, 교정 영역의 판독 중에 롤링 리셋을 적용함으로써 매우 정확한 셔터 피드백을 얻을 수 있다. 이것은 실제 노출 시간에 관계없이 화소 출력을 쉽게 해석할 수 있도록, 교정 영역 노출 시간을 설정할 수 있게 한다. 롤링 리셋이 적용되고 롤링 노출 시간이 충분히 짧으면, 화소값은 실질적으로 일정한 포화값(saturation value)(셔터가 열리면 노출이 완전하게 발생함)으로부터 0(셔터가 닫히면 노출이 완전하게 발생함)으로 변하고, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 정확한 셔터 클로징 시간은 라인 14 및 16의 교차점에서이다.

또한, CMOS 센서에 부분 롤링 리셋을 실시하는 것도 가능함에 주의한다. 전자식 셔터(electronic shutter)가 사용되면, 센서는 항상 롤링 리셋을 이용한다. 이 구현에서는, 롤링 리셋은 이미지 영역(교정 영역)의 상부에만 적용될 수 있다. 이 생각의 변형은 t_1에서 교정 영역에 대해 또 다른 전체 리셋을 적용할 수도 있다. 그러나, 교정 영역에서 전체 리셋을 사용하면 롤링 리셋에 비해 어떠한 이점도 제공하지 않을 것이다.

교정 영역에서 라인의 평균만을 사용하기 때문에, 정확한 수평 화소 데이터가 필요없을 수도 있다. 따라서, 다른 실시예에 따르면, 교정 영역 화소는 매우 큰 수퍼화소로 결합할 수 있는데 그 길이는 CMOS 센서의 하나의 라인이고 그 높이는 상기 CMOS 센서의 실제 이미지 영역(실제 이미지 신호를 제공함)의 화소의 높이이다. 그러한 수퍼화소의 특징은, 더 노이즈가 적고 신호가 더 높고 더 민감해서, 하나의 작은 화소의 특징에 비해 더 낫다. 그러한 수퍼화소를 사용하면, 신호 대 노이즈 비율(signal-to-noise ratio)이 더 좋아지기 때문에 정확한 셔터 클로징 시간을 검출하기 쉽게 한다.

따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기계식 셔터 노출 시간의 결정은, a) 기계식 셔터로 노출 시간을 더 짧고 정확하게 할 수 있고, b) 카메라에서 ND(neutral density) 필터 또는 조리개를 불필요하게 하여, 카메라를 더 싸고 작게 만들 수 있고, c) 달리 불가능했을 임의의 하이다이나믹 레인지 기술의 기계식 셔터에 대한 사용 등을 가능하게 한다.

실제 셔터 클로징이 도 1(a), 2, 3, 4(a)에 도시된 것처럼 가파르지(abrupt) 않다는 명백한 의문이 생길 수 있다. 물론, 실제 셔터는 이미지가 어둡게 되는 동안에 유한의 클로징 시간(finite closing time)을 갖는다. 그러나, 그러한 유한 클로징 시간은 문제되지 않으며, 여기서 기술된 실시예에서 설명한 바와 마찬가지로 노출 시간은 여전히 교정 영역 화소 출력으로부터 판독될 수 있다. 단지 충분히 긴 교정 시간을 가질 필요가 있을 뿐이다. 또한, 듀얼 판독 속도 센서, 지연을 갖는 듀얼 판독 속도 센서, 특히 부분 전체 리셋(partial global reset)을 갖는 듀얼 판독 등의 다양한 실시예는 매우 비이상적인 셔터에 의해서도 구현을 용이하게 한다.

본 발명의 다양한 실시예의 구현을 위해, 교정 영역에 대한 여분의 화소가 필요하다. 그러나, 교정 행이 매우 적은 수(예컨대, 10)라고 해도 셔터 노출 시간을 더 정확하게 한다. 실제로, 정확도는 교정 행의 수에 정비례한다. 그래서 본래의 셔터 허용 오차가 ±0.2ms이면, 10개의 교정 행을 갖는 시스템에서 효율적인 허용 오차는 ±0.02ms로 된다.

이미지가 어둠 속에서 캡쳐되면, 이미지 영역에서 닫힌 또는 열린 셔터의 차이가 없을 것이기 때문에 피드백은 이루어지지 않는다. 그러나, 어둡거나 또는 흐릿한 상황에서도 어쨌든 노출 시간이 일반적으로 셔터 허용 오차에 비해 길기 때문 에, 노출 시간 피드백은 필요없다.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 이미지 센서(예컨대, CMOS 센서)의 롤링 판독에 의한 기계식 셔터 노출 시간(예컨대, 실제 클로징 시간)의 결정을 구현하기 위한 카메라(예컨대, 디지털 카메라)(22)를 갖는 전자기기(예컨대, 휴대전화)(20)의 블럭도의 한 예를 나타낸다. 전자기기(20)는 카메라, 디지털 카메라, 무선 통신 장치, 휴대 전화, 카메라폰 휴대 장치, 휴대형 전자기기, 비휴대형 전자기기 등일 수 있지만, 여기에 한정하는 것은 아니다.

카메라(22)는, 여기에 기술된 여러가지 실시예에 따른, 이미지 신호(34)를 제공하기 위해 이미지를 캡쳐하는 롤링 셔터 능력을 갖는 이미지 센서(26)(예컨대, CMOS 센서) 및 기계식 셔터(24)를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1(a), 2, 3, 4(a)에 도시된 개요에 따라, 셔터 및 판독 제어 모듈(28)은 제어 신호를 이용하여 기계식 셔터(24) 및 이미지 센서(26)의 실행을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 처리 모듈(33)은, 여기에 기술된 사전 결정된 기준을 사용해서, 이미지 신호(34)의 (구성요소로서의) 교정 이미지 신호를 사용하여 기계식 셔터의 클로징 시간을 결정하는데 사용할 수 있는 교정 처리 모듈(30)을 구비할 수 있다. 따라서, 모듈(33)은, 예컨대, 도 1(b) 또는 4(b)에 도시된 알고리즘에 따라 계산된(또는 추정된) 기계식 셔터의 클로징 시간을 포함하는 기계식 셔터 노출 신호(36)를 제공할 수 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 이미지 신호(34)의 (구성요소로서의) 실제 이미지 신호는, 신호(36)를 이용하여 처리 및 보상되고, 그 이상의 이용을 위해 보상된 실제 이미지 신호(38)로서 제공된다.

모듈(28)은 카메라(22)(또는 일반적으로 전자기기(20)) 내에서 단독 블럭으로 할 수도 있고, 또는 모듈(33) 또는 전자기기(20)의 다른 모듈 내에 통합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모듈(33, 30 또는 32)은 소프트웨어 또는 하드웨어 블럭 또는 그 조합으로 구현할 수 있다. 또한, 모듈(33, 30 또는 32)은 별개의 모듈로 구현할 수 있고, 또는 카메라(22) 또는 전자기기(20)의 임의의 다른 블럭 또는 모듈과 결합될 수 있고, 또는 그 기능에 따라 몇 개의 블럭으로 나눌 수 있다. 카메라(22)(또는 일반적으로 전자기기(20))의 모든 또는 선택된 모듈/블럭은 하나의 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(예컨대, CMOS 센서)의 롤링 판독을 갖는 기계식 셔터 노출 시간(예컨대, 클로징 시간)의 결정을 나타내는 흐름도를 도시한다.

도 6의 흐름도는 여러 가지 중에서 하나의 가능한 경우만을 나타낸다. 도 6에서 나타낸 단계의 순서는 절대적으로 요구되는 것이 아니므로 일반적으로 여러 가지 단계를 순서를 바꿔 실행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에서는, 여기에 기술된 바와 같이, 제 1 단계 40에서, 롤링 셔터 능력을 갖는 기계식 셔터(24)를 사용하여 이미지의 미리 정해진 노출이 제공된다(미리 정해진 노출은 기계식 셔터의 전체 리셋 시간 및 클로징 시간에 의해 정해진다). 다음 단계 42에서는, 미리 정해진 노출에 따라, 예컨대, 이미지 센서(26)를 이용하는 이미지의 롤링 판독을 이용함으로써 이미지 신호(34)에 포함된 교정 및 실제 이미지 신호가 제 공된다.

다음 단계 44에서는, 기계식 셔터(24)의 클로징 시간(즉, 실제 클로징 시간)이, 기계식 셔터의 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안, 이미지 센서(26)의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 사전 결정된 이미지 부분의 롤링 판독에 의해 제공된 교정 이미지 신호를 이용하여 결정된다. 다음 단계 46에서는, 실제 이미지 신호를 보상하고 보상된 실제 이미지 신호(38)를 제공하는데 상기 기계식 셔터(24)의 계산된 클로징 시간이 사용된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 방법 및 그 방법의 단계를 실행하는 기능을 제공하는 여러가지 모듈로 구성된 대응하는 장치를 제공한다. 상기 모듈은 하드웨어로 구현될 수 있고, 또는 컴퓨터 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 특히, 펌웨어 또는 소프트웨어의 경우, 본 발명은 컴퓨터 프로세서에 의한 실행을 위해 그것에 컴퓨터 프로그램 코드(즉, 소프트웨어 또는 펌웨어)를 내장하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 구조를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 제공될 수 있다.

또한, 여기에 언급된 본 발명의 여러가지 실시예는 특정 애플리케이션에 대해 개별적으로, 또는 조합하여, 또는 선택적으로 조합하여 이용될 수 있다.

상술한 조정은 본 발명의 원리의 애플리케이션의 예시일 뿐임이 이해될 것이다. 수많은 변경 및 대안의 조정이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 당업자에 의해 고안될 수 있고, 첨부된 청구범위는 그러한 변경 및 조정을 포함하는 것을 의도한다.

Claims

이미지의 미리 정해진 노출을 제공하도록 구성되는 기계식 셔터 -- 상기 미리 정해진 노출은 상기 기계식 셔터의 전체 리셋 시간(global reset time) 및 클로징 시간에 의해 정해짐 -- 와,

롤링 셔터 능력을 갖고, 상기 미리 정해진 노출에 반응하여 상기 이미지의 롤링 판독(rolling readout)에 의해 교정 이미지 신호(calibration image signal) 및 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호를 제공하도록 구성되는 이미지 센서를 구비하되,

상기 교정 이미지 신호는, 사전 결정된 기준을 이용하여 상기 실제 이미지 신호의 보상을 위한 상기 교정 이미지 신호를 사용하여 상기 기계식 셔터의 상기 클로징 시간을 결정하기 위해, 상기 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안, 상기 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 상기 이미지의 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독에 의해 제공되고, 상기 사전 결정된 교정 영역은 상기 실제 이미지 신호를 제공하는데 사용되는 상기 이미지 센서의 영역과 중첩되지 않는

장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기계식 셔터의 상기 클로징 시간을 결정하기 위한 교정 처리 모듈을 더 구비하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 클로징 시간은, 상기 이미지의 상기 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독 동안에, 상기 미리 정해진 노출의 상기 최소 허용 오차값(minimum tolerance value)에 따른 상기 시간 후에 상기 미리 정해진 노출 동안 연속적인 행에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값이 증가한 다음 일정해지는 지점에 의해 결정되는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이미지 센서의 상기 사전 결정된 교정 영역은, 상기 롤링 판독이 시작되고 사전 결정된 수의 행을 갖는 상기 이미지 센서의 센서 어레이의 한쪽에 있는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 미리 정해진 노출의 상기 최대 허용 오차값에 따른 상기 시간 후에, 상기 이미지 센서는 상기 이미지의 상기 롤링 판독의 속도를 변경하도록 구성되는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 미리 정해진 노출의 상기 최대 허용 오차값에 따른 상기 시간 후에, 상기 이미지 센서는 상기 사전 결정된 타임아웃 동안 상기 롤링 판독을 정지하고, 상기 타임아웃 후에 상기 롤링 판독을 계속하도록 구성되는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 시간 간격 동안, 상기 이미지 센서는 상기 이미지 센서의 상기 사전 결정된 교정 영역에 대해서는 부분 롤링 리셋(partial rolling reset)을 제공하고, 상기 이미지 센서의 잔여 영역에 대해서는 전체 리셋(global reset)을 제공하도록 구성되는 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 클로징 시간은, 상기 이미지의 상기 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독 동안에, 상기 미리 정해진 노출의 상기 최소 허용 오차값에 따른 상기 시간 후에 상기 미리 정해진 노출 동안 연속적인 행에 대한 시간의 함수로서 평균 행 노출값이 일정해진 다음 0으로 감소하기 시작하는 지점에 의해 결정되는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 장치는 전자기기 또는 무선 통신용 전자기기의 일부인 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 교정 영역은 수퍼화소(superpixels)를 포함하고,

상기 수퍼화소의 각각은,

상기 이미지 센서의 하나의 라인의 길이 및 상기 실제 이미지 신호를 제공하는 상기 이미지 센서의 실제 이미지 영역의 화소의 높이를 갖는 수퍼셀(supercell)과,

하나의 행이 하나의 수퍼화소로 보이게 하기 위해 아날로그 도메인에서 결합되는 화소의 행과,

하나의 행이 하나의 수퍼화소로 보이게 하기 위해 디지털 도메인에서 결합되는 화소의 행

중 하나로 구성되는 장치.
제 1 항에 있어서,

집적 회로가 상기 장치의 모든 모듈 또는 선택된 모듈을 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 미리 정해진 노출의 상기 최소 허용 오차값에 따른 시간에 상기 교정 영역에 대해 전체 리셋이 적용되는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 실제 이미지 신호는 사전 결정된 교정 영역으로서 사용되지 않은 상기 이미지 센서의 잔여 영역의 상기 롤링 판독에 의해 제공되는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 사전 결정된 교정 영역의 상부에 확산기(diffuser) 구성요소가 배치되는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이미지 센서는 상보성 금속산화막 반도체(complimentary metal oxide semiconductor, CMOS) 센서인 장치.
기계식 셔터를 사용하여 이미지의 미리 정해진 노출 -- 상기 미리 정해진 노출은 기계식 셔터의 전체 리셋 시간 및 클로징 시간에 의해 정해짐 -- 을 제공하는 단계와,

롤링 셔터 능력을 갖는 이미지 센서를 이용하여 상기 미리 정해진 노출에 따라 상기 이미지의 롤링 판독에 의한 교정 이미지 신호 및 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호를 제공 -- 상기 교정 이미지 신호는, 상기 실제 이미지 신호의 보상을 위해, 상기 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안, 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 상기 이미지의 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독에 의해 제공되고, 상기 사전 결정된 교정 영역은 상기 실제 이미지 신호를 제공하는데 사용되는 상기 이미지 센서의 영역과 중첩되지 않음 -- 하는 단계와,

상기 보상을 위한 상기 교정 이미지 신호를 사용하여 상기 기계식 셔터의 상기 클로징 시간을 결정하는 단계

를 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 클로징 시간은, 상기 이미지의 상기 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독 동안에, 상기 미리 정해진 노출의 상기 최소 허용 오차값에 따른 상기 시간 후에 상기 미리 정해진 노출동안 연속적인 행 또는 행 수에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출 판독값이 증가한 다음 일정해지는 지점에 의해 결정되는

는 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 이미지 센서의 상기 사전 결정된 교정 영역은, 상기 롤링 판독이 시작되고 사전 결정된 수의 행을 갖는 상기 이미지 센서의 센서 어레이의 한쪽에 있는 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 미리 정해진 노출의 상기 최대 허용 오차값에 따른 상기 시간 후에, 상기 이미지 센서는 상기 이미지의 상기 롤링 판독의 속도를 변경하도록 구성되는 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 미리 정해진 노출의 상기 최대 허용 오차값에 따른 상기 시간 후에, 상기 이미지 센서는 상기 사전 결정된 타임아웃 동안 상기 롤링 판독을 정지하고, 상기 타임아웃 후에 상기 롤링 판독을 계속하도록 구성되는 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 시간 간격 동안, 상기 이미지 센서는 상기 이미지의 사전 결정된 부분에 대해서만 부분 롤링 리셋을 제공하고, 상기 다른 이미지 영역에 대해 전체 리셋을 사용하도록 구성되는 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 클로징 시간은, 상기 이미지의 상기 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독 동안에, 상기 미리 정해진 노출의 상기 최소 허용 오차값에 따른 상기 시간 후에, 상기 미리 정해진 노출동안 연속적인 행 또는 행 수에 대한 시간의 함수로서의 평균 행 노출값이 일정해진 다음 0으로 감소하기 시작하는 지점에 의해 결정되는 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 교정 영역은 수퍼화소를 포함하고,

상기 수퍼화소의 각각은,

상기 이미지 센서의 하나의 라인의 길이 및 상기 실제 이미지 신호를 제공하는 상기 이미지 센서의 실제 이미지 영역의 화소의 높이를 갖는 수퍼셀과,

하나의 행이 하나의 수퍼화소로 보이게 하기 위해 아날로그 도메인에서 결합되는 화소의 행과,

하나의 행이 하나의 수퍼화소로 보이게 하기 위해 디지털 도메인에서 결합되는 화소의 행

중 하나로 구성되는 방법.
컴퓨터 프로그램 코드를 내장한 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 있어서,

상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 컴퓨터 프로세서에 의해 실행되는 경우 청구항 16에 기재된 방법을 실행하는 명령을 포함하는

컴퓨터 판독가능 저장 매체.
이미지의 미리 정해진 노출을 제공하도록 구성되는 기계식 셔터 -- 상기 미리 정해진 노출은 상기 기계식 셔터의 전체 리셋 시간 및 클로징 시간에 의해 정해짐 -- 와,

롤링 셔터 능력을 갖고, 상기 미리 정해진 노출에 반응하며, 상기 이미지의 롤링 판독에 의해 교정 이미지 신호 및 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호를 제공하도록 구성되는 이미지 센서를 구비하되,

상기 교정 이미지 신호는, 사전 결정된 기준을 이용하여, 상기 실제 이미지 신호의 보상을 위해 상기 교정 이미지 신호를 사용하여 상기 기계식 셔터의 상기 클로징 시간을 결정하기 위해, 상기 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안, 상기 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 상기 이미지의 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독에 의해 제공되고, 상기 사전 결정된 교정 영역은 상기 실제 이미지 신호를 제공하는데 사용되는 상기 이미지 센서의 영역과 중첩되지 않는

전자기기.
제 25 항에 있어서,

상기 기계식 셔터의 상기 클로징 시간을 결정하기 위한 교정 처리 모듈을 더 구비하는 전자기기.
제 25 항에 있어서,

상기 기계식 셔터 및 상기 이미지 센서는 디지털 카메라의 일부인 전자기기.
이미지의 미리 정해진 노출을 제공하기 위한 이미지 노출 수단 -- 상기 미리 정해진 노출은 이미지 노출 수단의 전체 리셋 시간 및 클로징 시간에 의해 정해짐 -- 과,

상기 미리 정해진 노출에 응답하여 상기 이미지의 롤링 판독에 의해 교정 이미지 신호 및 실제 이미지 신호를 포함하는 이미지 신호를 제공하는 감지 수단을 포함하되,

상기 교정 이미지 신호는 사전 결정된 기준을 이용하여 상기 실제 이미지 신호의 보상을 위한 상기 교정 이미지 신호를 사용하여 상기 이미지 노출 수단의 상기 클로징 시간을 결정하기 위해, 상기 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안 상기 감지 수단의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 상기 이미지의 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독에 의해 제공되고, 상기 사전 결정된 교정 영역은 상기 실제 이미지 신호를 제공하는데 사용되는 상기 이미지 센서의 영역과 중첩되지 않는

장치.
제 28 항에 있어서,

상기 이미지 노출 수단은 기계식 셔터이고, 상기 감지 수단은 롤링 셔터 능력을 갖는 이미지 센서인 장치.
이미지 신호에 따라, 기계식 셔터의 클로징 시간을 결정하는 것에 의해 이미지의 미리 정해진 노출을 나타내는 기계식 셔터 노출 신호를 제공하고, 상기 미리 정해진 노출은 상기 기계식 셔터의 전체 리셋 시간과 상기 클로징 시간에 의해 정해지도록 구성된 교정 처리 모듈을 구비하고,

상기 기계식 셔터는 상기 미리 정해진 노출을 제공하도록 구성되고,

상기 이미지 신호는, 교정 이미지 신호 및 실제 이미지 신호를 포함하고, 상기 이미지의 롤링 판독을 사용하여 상기 미리 정해진 노출에 따라 롤링 셔터 능력을 갖는 이미지 센서에 의해 생성되고, 상기 교정 이미지 신호는 상기 미리 정해진 노출의 최소 및 최대 허용 오차값에 따른 시간 사이의 시간 간격 동안 상기 이미지 센서의 사전 결정된 교정 영역을 이용하여 상기 이미지의 사전 결정된 부분의 상기 롤링 판독을 사용하여 제공되고, 상기 사전 결정된 교정 영역은 상기 실제 이미지 신호를 제공하는데 사용되는 상기 이미지 센서의 영역과 중첩되지 않는

처리 모듈.
제 30 항에 있어서,

상기 기계식 셔터 노출 신호에 반응하고 보상된 실제 이미지 신호를 제공하도록 구성된 이미지 처리 모듈을 더 구비하는 처리 모듈.
제 31 항에 있어서,

상기 교정 처리 모듈 및 상기 이미지 처리 모듈이 결합되는 처리 모듈.
제 30 항에 있어서,

집적 회로가 상기 처리 모듈의 모든 모듈 또는 선택된 모듈을 포함하는 처리 모듈.