KR102233446B1 - Apparatuses for measuring distance with psuedo 4 tap structure - Google Patents

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KR102233446B1 KR1020200019818A KR20200019818A KR102233446B1 KR 102233446 B1 KR102233446 B1 KR 102233446B1 KR 1020200019818 A KR1020200019818 A KR 1020200019818A KR 20200019818 A KR20200019818 A KR 20200019818A KR 102233446 B1 KR102233446 B1 KR 102233446B1
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    • H04N13/20Image signal generators
    • H04N13/271Image signal generators wherein the generated image signals comprise depth maps or disparity maps

Abstract

본 발명은 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는, 객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이(Pixel array)의 제1 번째 로우 라인(Row line)에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출하고, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 델타 시그마 동작을 산출하는 델타 시그마 회로, 상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하는 메모리, 및 상기 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제1 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는 연산기를 포함한다.The present invention relates to a distance measuring device having a virtual 4-tap pixel structure, and the distance measuring device having a virtual 4-tap pixel structure according to an embodiment of the present invention includes a pixel array for measuring a distance of an object. The delta value of the first angle corresponding to the first row line is calculated through a delta sigma operation, and the delta value of the third angle corresponding to the second row line is calculated by performing the delta sigma operation. A delta sigma circuit to calculate, a memory for storing a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line, and a delta value of a first angle corresponding to the stored first row line And a calculator that calculates distance information corresponding to the first row line by using a delta value of a third angle corresponding to the second row line.

Figure R1020200019818
Figure R1020200019818

Description

가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치{APPARATUSES FOR MEASURING DISTANCE WITH PSUEDO 4 TAP STRUCTURE}Distance measuring device with virtual 4-tap pixel structure {APPARATUSES FOR MEASURING DISTANCE WITH PSUEDO 4 TAP STRUCTURE}

본 발명은 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure.

최근 스마트폰의 수요가 급증함에 따라 이에 포함되는 이미지 센서(image sensor)에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이미지 센서는 일정 스펙트럼 밴드의 광자(photon)를 전자(electron)로 변환하는 복수의 픽셀들을 포함한다.In recent years, as the demand for smartphones has increased rapidly, the development of an image sensor included therein has been actively made. The image sensor includes a plurality of pixels that convert photons of a certain spectral band into electrons.

3차원 영상을 얻기 위해서는 색상뿐만 아니라 대상물과 이미지 센서 간의 깊이(depth)에 관한 정보를 얻을 필요가 있다. 깊이 영상을 획득하기 위해 조사 광(Emitted light)을 이용하는 방법에는 예시적으로 두 가지 방법이 알려져 있다.In order to obtain a 3D image, it is necessary to obtain information about not only the color but also the depth between the object and the image sensor. Two methods are exemplarily known as a method of using an emitted light to acquire a depth image.

하나는 조사 광을 물체에 조사하여 입사한 각도와 반사한 각도를 이용하는 삼각 측량법이다. 다른 하나는 조사 광을 물체에 조사한 후 반사되어 돌아오는 시간을 이용하는 TOF(Time of Flight) 방법이다. TOF 방법은 삼각 측량법에 비해 측정에 소요되는 시간이 짧아 실시간으로 깊이 영상을 생성할 수 있다. 다만, TOF 방법의 깊이 영상 생성에서는, 예를 들어 촬영 거리가 너무 짧거나 오브젝트의 반사도가 큰 등의 이유로 포화에 의한 깊이 값 왜곡이 발생할 수 있다.One is a triangulation method that uses the incident angle and the reflected angle by irradiating the irradiated light onto an object. The other is the Time of Flight (TOF) method, which uses the time to return after irradiation light is irradiated onto an object. The TOF method can generate a depth image in real time because the time required for measurement is shorter than that of the triangulation method. However, in the depth image generation of the TOF method, a depth value distortion due to saturation may occur due to, for example, a photographing distance being too short or an object having a large reflectivity.

한편, TOF(Time of Flight) 방법에는 직접(Direct) TOF 방법과 간접(Indirect) TOF 방법이 있다. Meanwhile, the Time of Flight (TOF) method includes a direct TOF method and an indirect TOF method.

도 1 내지 도 3은 일반적인 TOF 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 to 3 are diagrams for explaining a general TOF method.

도 1에 도시된 바와 같이, 적외선 방출기(IR Emitter)에서 방출된 빛이 거리 측정 대상인 객체(Object)에 반사되어 검출기(Detector)에서 수신된다. 이때, TOF 방법은 방출된 빛의 왕복 시간을 측정하여 거리(R)를 계산한다. 계산된 거리로부터 객체에 대한 깊이 맵(Depth map)이 산출될 수 있다. As shown in FIG. 1, light emitted from an infrared emitter is reflected by an object, which is a distance measurement object, and is received by a detector. At this time, the TOF method calculates the distance (R) by measuring the round trip time of the emitted light. A depth map for the object may be calculated from the calculated distance.

도 2에 도시된 바와 같이, 직접 TOF 방법은 싱글포톤 아발란치 이오드(Single-photon avalanche diode) 등으로 구성된 센서 어레이(Sensor array)를 통해 적외선 방출기(IR Emitter)에서 방출된 빛을 검출한다. 이때, 제어기(Controller)는 접적인 시간 차이(

Figure 112020017270115-pat00001
)가 반영된 수식
Figure 112020017270115-pat00002
을 이용하여 거리(D)를 계산할 수 있다. As shown in FIG. 2, the direct TOF method detects light emitted from an IR Emitter through a sensor array composed of a single-photon avalanche diode. At this time, the controller is the contact time difference (
Figure 112020017270115-pat00001
) Reflected formula
Figure 112020017270115-pat00002
The distance (D) can be calculated using.

도 3에 도시된 바와 같이, 간접(Indirect) TOF 방법은 복조 픽셀(Demodulation pixel) 등으로 구성된 센서 어레이(Sensor array)를 통해 적외선 방출기(IR Emitter)에서 방출된 빛을 검출한다. 이때, 제어기(Controller)는 직접적인 시간 차이가 아닌 특정 주파수(f)를 갖는 송신파와 수신파 간의 간접적인 위상 차이(

Figure 112020017270115-pat00003
)가 반영된 수식
Figure 112020017270115-pat00004
을 이용하여 거리(D)를 계산할 수 있다. As shown in FIG. 3, the indirect TOF method detects light emitted from an IR emitter through a sensor array composed of demodulation pixels or the like. At this time, the controller is not a direct time difference, but an indirect phase difference (
Figure 112020017270115-pat00003
) Reflected formula
Figure 112020017270115-pat00004
The distance (D) can be calculated using.

도 4는 일반적인 펄스 TOF를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a general pulse TOF.

방출된 적외선(Emitted IR)

Figure 112020017270115-pat00005
, 돌아온 적외선(Returned IR)
Figure 112020017270115-pat00006
및 수신된 광(Received Light)(IR+BGL)이 도 4에 도시되어 있다.Emitted IR
Figure 112020017270115-pat00005
, Returned IR
Figure 112020017270115-pat00006
And Received Light (IR+BGL) is shown in FIG. 4.

방출된 적외선(Emitted IR)은 구형파 함수(Square wave function)로 나타낼 수 있다. 수신된 광으로부터 광전류(Photocurrent from received light)는

Figure 112020017270115-pat00007
와 같이 나타낼 수 있다.The emitted IR can be represented by a square wave function. Photocurrent from received light is
Figure 112020017270115-pat00007
It can be expressed as

방출된 적외선이 왕복한 후, 광 감쇠(A) 및 지연(θ)이 발생한다. 또한, 햇빛 또는 실내 조명에 의해 배경 광(B, Background light)이 발생한다. 만약, 배경 광(B)이 0이라고 가정하면, 간단한 복조 방식인 2 위상 복조를 사용하여 지연된 위상 차이(θ)를 찾을 수 있다.After the emitted infrared rays reciprocate, light attenuation (A) and delay (θ) occur. In addition, background light (B) is generated by sunlight or indoor lighting. If, assuming that the background light B is 0, a delayed phase difference θ can be found using 2-phase demodulation, which is a simple demodulation method.

도 5는 일반적인 2 위상 복조 방식을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a general two-phase demodulation method.

방출된 적외선(Emitted IR), 돌아온 적외선(Returned IR),

Figure 112020017270115-pat00008
에 의해 변조된 전달 스위치 1(TX1)의 파형,
Figure 112020017270115-pat00009
에 의해 변조된 전달 스위치 2(TX2)의 파형, 배경 광(BGL, Background light)이 도 5에 도시되어 있다. 스위치 1(TX1) 및 스위치 2(TX2)에 대응되는 전하량은 Q(0) 및 Q(π)이다. Emitted IR, Returned IR,
Figure 112020017270115-pat00008
The waveform of the transfer switch 1 (TX 1) modulated by
Figure 112020017270115-pat00009
The waveform of the transfer switch 2 (TX 2 ) modulated by and background light (BGL) is shown in FIG. 5. The amount of charge corresponding to the switch 1 (TX 1 ) and the switch 2 (TX 2 ) is Q(0) and Q(π).

위상 시프트(θ)는 하기의 [수학식 1]과 같이 전하량 비율(Charge ratio)에 의해 쉽게 계산될 수 있다.The phase shift θ can be easily calculated by the charge ratio as shown in [Equation 1] below.

Figure 112020017270115-pat00010
Figure 112020017270115-pat00010

여기서, θ는 위상 시프트, Q(π)는 전달 스위치 2(TX2)로부터의 전하량, Q(0)+Q(π)는 전체 전하량을 나타낸다.Here, θ is the phase shift, Q(π) is the amount of charge from the transfer switch 2 (TX 2 ), and Q(0)+Q(π) is the total amount of charge.

그러나 배경 광(BGL, Background light)이 존재한다면 4 위상 복조 방식이 필요하다.However, if there is a background light (BGL), a 4-phase demodulation method is required.

도 6 및 도 7은 일반적인 4 위상 복조 방식을 설명하기 위한 도면이다.6 and 7 are diagrams for explaining a general four-phase demodulation method.

방출된 적외선(Emitted IR), 돌아온 적외선(Returned IR), 배경 광(BGL, Background light),

Figure 112020017270115-pat00011
에 의해 변조된 전달 스위치 1(TX1)의 파형,
Figure 112020017270115-pat00012
에 의해 변조된 전달 스위치 2(TX2)의 파형이 도 6에 도시되어 있다.Emitted IR, Returned IR, Background light (BGL),
Figure 112020017270115-pat00011
The waveform of the transfer switch 1 (TX 1) modulated by
Figure 112020017270115-pat00012
The waveform of the transfer switch 2 (TX 2 ) modulated by is shown in FIG. 6.

Figure 112020017270115-pat00013
에서의 전하량 차이(
Figure 112020017270115-pat00014
)는 하기의 [수학식 2]와 같이 계산된다.
Figure 112020017270115-pat00013
The difference in the amount of charge at (
Figure 112020017270115-pat00014
) Is calculated as shown in [Equation 2] below.

Figure 112020017270115-pat00015
Figure 112020017270115-pat00015

예를 들면, 0에서의 전하량 차이는 하기의 [수학식 3]와 같이 계산된다.For example, the difference in the amount of charge at 0 is calculated as shown in [Equation 3] below.

Figure 112020017270115-pat00016
Figure 112020017270115-pat00016

BGL(B, offset)을 사용하면, 차등 전하량(differential charge) ΔQ를 통해 양쪽 전하량에서 오프셋을 제거한다. 차등 전하량(differential charge) ΔQ은 두 개의 미지수 A 및

Figure 112020017270115-pat00017
를 가진다. 따라서 2개의 미지수를 풀기 위한 2개의 다른 전하량이 필요하다. If BGL(B, offset) is used, the offset is removed from both charges through the differential charge ΔQ. The differential charge ΔQ is the two unknowns A and
Figure 112020017270115-pat00017
Have. Therefore, two different amounts of charge are needed to solve the two unknowns.

Figure 112020017270115-pat00018
Figure 112020017270115-pat00018

도 7에 도시된 바와 같이, θ는 2 개의 차동 전하량 ΔQ(0)및 ΔQ(π/2)으로부터 유일하게 결정될 수 있다. 4 위상을 이용하여 θ를 2π까지 알 수 있다.As shown in FIG. 7, θ can be uniquely determined from two differential electric charges ΔQ(0) and ΔQ(π/2). We can know θ up to 2π using 4 phases.

도 8 내지 도 10은 종래의 델타 시그마 BGL 억제 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.8 to 10 are views for explaining the operation of the conventional delta sigma BGL suppression apparatus.

종래의 델타 시그마 억제 장치는 프레임 #1(Frame #1)과 프레임 #2(Frame #2)인 2개 프레임의 데이터를 이용한 델타 시그마(Delta Sigma) 동작을 통해 배경 광(BGL)을 억제한다.A conventional delta sigma suppression apparatus suppresses background light (BGL) through a delta sigma operation using data of two frames, frame #1 and frame #2.

프레임 #1의 동작을 살펴보면, 픽셀(110)은, 변조된 펄스를 입력받고 TX1(0) 및 TX2(π)에 의해 FD(Floating Diffusion) 노드에 적분된 신호를 소스 팔로워(Source follower)를 통해 V(0), V(π)으로 출력한다. Looking at the operation of frame #1, the pixel 110 receives the modulated pulse and transmits the signal integrated to the FD (Floating Diffusion) node by TX 1 (0) and TX 2 (π) as a source follower. It outputs as V(0) and V(π) through.

아날로그 델타 시그마(Analog ΔΣ) 회로(120)는 델타 시그마 동작으로 BGL에 의한 포화(saturation)를 방지하고, ΔV(0)를 출력한다.The analog delta sigma (Analog ΔΣ) circuit 120 prevents saturation by BGL through a delta sigma operation and outputs ΔV(0).

ADC(Analog to Digital Converter)(130)는 ΔV(0)를 디지털 코드(Digital Code)로 변환한다. 변환된 코드(Code) ΔV(0)는 메모리(140)에 저장된다.The ADC (Analog to Digital Converter) 130 converts ΔV(0) into a digital code. The converted code ΔV(0) is stored in the memory 140.

한편, 프레임 #2의 동작을 살펴보면, 픽셀(110)은, 변조된 펄스를 입력받고 TX1(π/2) 및 TX2(3π/2)에 의해 FD(Floating Diffusion) 노드에 적분된 신호를 소스 팔로워(Source follower)를 통해 V(π/2), V(3π/2)으로 출력한다. On the other hand, looking at the operation of frame #2, the pixel 110 receives the modulated pulse and transmits a signal integrated to the FD (Floating Diffusion) node by TX 1 (π/2) and TX 2 (3π/2). It outputs as V(π/2) and V(3π/2) through the source follower.

아날로그 델타 시그마(Analog ΔΣ) 회로(120)는 델타 시그마 동작으로 BGL에 의한 포화(saturation)를 방지하고, ΔV(π/2)를 출력한다.The analog delta sigma (Analog ΔΣ) circuit 120 prevents saturation by BGL through a delta sigma operation and outputs ΔV (π/2).

ADC(Analog to Digital Converter)(130)는 ΔV(π/2)를 디지털 코드(Digital Code)로 변환한다.The ADC (Analog to Digital Converter) 130 converts ΔV(π/2) into a digital code.

연산기(ALU, arithmetic logic unit)(150)는 프레임 #1의 메모리(140)에 저장된 코드 ΔV(0)와 ADC(130)에서 출력된 코드 ΔV(π/2)를 이용하여 거리 정보로 환산한다.The arithmetic logic unit (ALU) 150 converts the distance information into distance information using the code ΔV(0) stored in the memory 140 of frame #1 and the code ΔV(π/2) output from the ADC 130. .

도 10에 도시된 바와 같이, 프레임 #1(Frame #1)과 프레임 #2(Frame #2)가 있어야 거리 정보 환산에 필요한 ΔV(0) 및 ΔV(π/2)을 구할 수 있다. As shown in FIG. 10, when there is a frame #1 (Frame #1) and a frame #2 (Frame #2), ΔV(0) and ΔV(π/2) required for distance information conversion can be obtained.

종래의 델타 시그마 BGL 억제 방식은 ΔV(0) 및 ΔV(π/2)이 각각 필요하기 때문에, 픽셀 어레이(Pixel array)의 개수에 ADC의 비트(Bit)를 곱한만큼의 프레임 메모리(Frame memory)가 필요하며, 이는 프레임 메모리 만큼의 많은 면적이 요구된다.The conventional delta sigma BGL suppression method requires ΔV(0) and ΔV(π/2), respectively, so the number of pixel arrays is multiplied by the bit of the ADC. Is required, which requires as much area as the frame memory.

상기와 같이, 2탭 픽셀 기반으로 배경 광(Background light) 제거를 위한 동작 시, 종래에는 2개 프레임(frame)의 데이터가 필요하여 많은 양의 메모리가 요구되고 있다. 이에 따라 메모리 증가에 따른 면적의 소모가 컸다. 또한, 시스템의 프레임 레이트(frame rate)가 낮아 속도의 측면에서 좋지 않았다.As described above, in the operation for removing background light based on a 2-tap pixel, conventionally, data of two frames are required and a large amount of memory is required. Accordingly, the consumption of the area due to the increase in memory was large. In addition, the frame rate of the system is low, which is not good in terms of speed.

일반적으로, 회로 시스템에서는 프레임 레이트(frame rate)가 빠를수록 좋고 양산 측면에서 칩(chip)이 작을수록 원가가 절감된다. 이 두 아이디어를 통해 면적을 줄일 수 있으며 동작 속도를 높여서 시스템 성능을 개선 할 수 있다.In general, in a circuit system, the higher the frame rate, the better and the smaller the chip in terms of mass production, the lower the cost. These two ideas can reduce the area and improve the system performance by increasing the operating speed.

이에 따라, 본 발명의 실시예들은 프레임 메모리(Frame memory)를 사용하지 않아 많은 면적을 사용하지 않고, 하나의 프레임 데이터(frame data)를 사용하여 거리 정보(Depth information)를 산출함으로써, 프레임 레이트를 향상시킬 수 있는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치를 제공하고자 한다.Accordingly, embodiments of the present invention do not use a frame memory and thus do not use a large area, and calculate the depth information using one frame data, thereby reducing the frame rate. It is an object to provide a distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure that can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이(Pixel array)의 제1 번째 로우 라인(Row line)에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출하고, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 델타 시그마 동작을 산출하는 델타 시그마 회로; 상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하는 메모리; 및 상기 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제1 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는 연산기를 포함하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a delta value of a first angle corresponding to a first row line of a pixel array for measuring an object distance is determined through a delta sigma operation. A delta sigma circuit that calculates and calculates a delta sigma operation on a delta value of a third angle corresponding to the second row line; A memory for storing a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line; And calculating distance information corresponding to the first row line using the stored delta value of a first angle corresponding to the stored first row line and the calculated delta value of a third angle corresponding to the second row line. A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure may be provided, including an operator.

상기 장치는, 상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환하는 변환기를 더 포함할 수 있다.The apparatus further includes a converter for converting a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line and a delta value of a third angle corresponding to the calculated second row line into a digital code. I can.

상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다.The delta sigma circuit may perform a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in a first row line of the pixel array.

상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다.The delta sigma circuit may perform a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by modulation pulses in a second row line of the pixel array.

상기 픽셀 어레이는, 상기 제1 번째 로우 라인과 상기 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가질 수 있다.The pixel array may have a structure in which the first row line and the second row line are alternately repeated.

상기 메모리는, 상기 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하고, 상기 저장된 제1 각도의 델타값이 상기 연산기에서 연산된 후, 상기 픽셀 어레이의 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 저장할 수 있다.The memory stores a delta value of a first angle corresponding to a first row line of the pixel array, and after the stored delta value of the first angle is calculated by the operator, a second row of the pixel array The delta value of the third angle corresponding to the line may be stored.

상기 연산기는, 상기 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 사용하여 제2 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다.The calculator calculates distance information corresponding to the second row line using a delta value of a third angle corresponding to the stored second row line and a delta value of a first angle corresponding to the third row line. can do.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이(Pixel array)의 제1 번째 로우 라인(Row line)에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출하고, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 델타 시그마 동작을 산출하는 델타 시그마 회로; 상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하는 메모리; 및 상기 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제1 및 제2 번째 로우 라인이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는 연산기를 포함하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치가 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a delta sigma operation is performed on a delta value of a first angle corresponding to a first row line of a pixel array for measuring a distance of an object. A delta sigma circuit for calculating a delta sigma operation by calculating a delta value of a third angle corresponding to the second row line; A memory for storing a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line; And a line in which first and second row lines are merged using a delta value of a first angle corresponding to the stored first row line and a delta value of a third angle corresponding to the calculated second row line. A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure may be provided, including a calculator that calculates distance information corresponding to.

상기 장치는, 상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환하는 변환기를 더 포함할 수 있다.The apparatus further includes a converter for converting a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line and a delta value of a third angle corresponding to the calculated second row line into a digital code. I can.

상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다.The delta sigma circuit may perform a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in a first row line of the pixel array.

상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다.The delta sigma circuit may perform a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by modulation pulses in a second row line of the pixel array.

상기 픽셀 어레이는, 상기 제1 번째 로우 라인과 상기 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가질 수 있다.The pixel array may have a structure in which the first row line and the second row line are alternately repeated.

상기 연산기는, 상기 제1 및 제2 번째 로우 라인이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산한 후, 2개의 로우 라인씩 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다.The calculator may calculate distance information corresponding to a line in which the first and second row lines are merged, and then calculate distance information corresponding to the merged line by two row lines.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 산출하고, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 산출하고, 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 산출하는 델타 시그마 회로; 상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값 및 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하는 메모리; 및 상기 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 보간하여 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 복원하고, 상기 복원된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제2 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는 연산기를 포함하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치가 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a delta value of a first angle corresponding to a first row line of a pixel array for measuring an object distance is calculated, and a third angle corresponding to the second row line is calculated. A delta sigma circuit that calculates a delta value and calculates a delta value of a first angle corresponding to the third row line; To store the calculated delta value of the first angle corresponding to the first row line, the delta value of the third angle corresponding to the second row line, and the delta value of the first angle corresponding to the third row line Memory; And a delta value of a first angle corresponding to a second row line by interpolating a delta value of a first angle corresponding to the stored first row line and a delta value of a first angle corresponding to the third row line. Distance information corresponding to the second row line by using a delta value of a first angle corresponding to the restored second row line and a delta value of a third angle corresponding to the stored second row line A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure may be provided, including an operator that calculates.

상기 장치는, 상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값, 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값 및 상기 산출된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환하는 변환기를 더 포함할 수 있다.The device corresponds to a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line, a delta value of a third angle corresponding to the calculated second row line, and the calculated third row line It may further include a converter for converting the delta value of the first angle to a digital code.

상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다.The delta sigma circuit may perform a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in a first row line of the pixel array.

상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다.The delta sigma circuit may perform a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by modulation pulses in a second row line of the pixel array.

상기 픽셀 어레이는, 상기 제1 번째 로우 라인과 상기 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가질 수 있다.The pixel array may have a structure in which the first row line and the second row line are alternately repeated.

상기 델타 시그마 회로는, 제4 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 산출하고, 상기 연산기는, 상기 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 상기 산출된 제4 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 보간하여 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 복원할 수 있다.The delta sigma circuit calculates a delta value of a third angle corresponding to a fourth row line, and the calculator includes a delta value of a third angle corresponding to the stored second row line and the calculated fourth The delta value of the third angle corresponding to the third row line may be restored by interpolating the delta value of the third angle corresponding to the third row line.

상기 연산기는, 상기 복원된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 상기 저장된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 사용하여 제3 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다.The operator uses a delta value of a third angle corresponding to the restored third row line and a delta value of a first angle corresponding to the stored third row line, and the distance corresponding to the third row line Information can be computed.

상기 장치는, 프레임마다 동일한 로우 라인에 서로 다른 위상을 번갈아 출력하는 얼터네이트 위상 동작(Alternate phase operation)을 수행하는 얼터네이트 위상 드라이버(Alternate phase driver)를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include an alternate phase driver that performs an alternate phase operation for alternately outputting different phases to the same row line for each frame.

상기 연산기는, 픽셀 데이터 차이를 기설정된 임계치와 비교하여 모션 발생을 검출하고, 상기 모션이 발생된 부분에는 1개의 프레임으로 계산한 거리를 사용하고 상기 모션이 발생되지 않은 부분에는 2개의 프레임으로 계산한 거리를 사용하는 하이브리드 거리 이미징(Hybrid depth imaging) 동작을 수행할 수 있다. The operator detects the occurrence of motion by comparing the pixel data difference with a preset threshold, and uses the distance calculated as one frame for the part where the motion occurs, and calculates as two frames for the part where the motion does not occur. Hybrid depth imaging using one distance can be performed.

상기 연산기는, 인접한 로우 라인에서 특정 각도의 델타값 간의 차이들을 더하여 에지 정도(weight of edge)들을 계산하고, 상기 에지 정도들로부터 계산된 에지 계수들을 사용하여 에지가 발생된 부분을 보간할 수 있다. The calculator may calculate weight of edges by adding differences between delta values of a specific angle in adjacent row lines, and interpolate a portion where an edge is generated using edge coefficients calculated from the edge degrees. .

본 발명의 실시예들은 프레임 메모리(Frame memory)를 사용하지 않아 많은 면적을 사용하지 않고, 하나의 프레임 데이터(frame data)를 사용하여 거리 정보(Depth information)를 산출함으로써, 프레임 레이트를 향상시킬 수 있다.Embodiments of the present invention do not use a frame memory and thus do not use a large area, and by calculating depth information using one frame data, the frame rate can be improved. have.

도 1 내지 도 3은 일반적인 TOF 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일반적인 펄스 TOF를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일반적인 2 위상 복조 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 일반적인 4 위상 복조 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 종래의 델타 시그마 BGL 억제 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 사용되는 델타 시그마 BGL 억제 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 사용되는 델타 시그마 BGL 억제 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에서의 얼터네이트 위상 드라이버의 동작을 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에서의 하이브리드 거리 이미징 동작을 나타낸 도면이다.
도 22 내지 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에서의 에지가 강화된 보간 동작을 나타낸 도면이다.
1 to 3 are diagrams for explaining a general TOF method.
4 is a diagram for explaining a general pulse TOF.
5 is a diagram for explaining a general two-phase demodulation method.
6 and 7 are diagrams for explaining a general four-phase demodulation method.
8 to 10 are views for explaining the operation of the conventional delta sigma BGL suppression apparatus.
11 is a diagram for explaining a delta sigma BGL suppression operation used in embodiments of the present invention.
12 is a diagram illustrating a delta sigma BGL suppression circuit used in embodiments of the present invention.
13 and 14 are configuration diagrams for explaining the configuration of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating an operation of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention.
16 is a diagram illustrating an operation of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention.
17 to 19 are diagrams illustrating an operation of an alternate phase driver in a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another exemplary embodiment of the present invention.
20 and 21 are diagrams illustrating a hybrid distance imaging operation in a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention.
22 to 24 are diagrams illustrating an edge-enhanced interpolation operation in a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate an overall understanding, the same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions for the same elements are omitted.

도 11은 본 발명의 실시예들에 사용되는 델타 시그마 BGL 억제 동작을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a delta sigma BGL suppression operation used in embodiments of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 복조 픽셀은 주기적인 RST(Periodic RST)와 전달 스위치 TX1 및 TX2와 연결되고, V1 전압(V1=VCOM+VSIG/2) 및 V2(V2=VCOM-VSIG/2) 전압을 출력한다. 차동 적분기(Difference integrator)는 입력된 V1 전압 및 V2 전압에 대해 공통모드 제거(Common mode rejection) 동작을 통해 VSIG 전압을 계산하고, 프레임 메모리(Frame memory) 동작을 통해 출력 전압 VOUT을 출력한다.11, the demodulation pixel is connected to a periodic RST (Periodic RST) and transfer switches TX1 and TX2, and V 1 voltage (V 1 =V COM +V SIG /2) and V 2 (V 2 = V COM -V SIG /2) Output voltage. The differential integrator calculates the V SIG voltage through the common mode rejection operation for the input voltage V 1 and the V 2 voltage, and calculates the output voltage V OUT through the frame memory operation. Print it out.

델타 시그마 BGL 억제 동작은 초기 시간 Tint를 다수의 서브 통합 시간(sub-integration time) Tsub로 나눈다. 델타 시그마 BGL 억제 동작은 각 서브 통합 시간 Tsub에서, 0도에서의 전하량 Q0 및 Q180를 읽어서 차등 전하량 ΔQ을 얻는다. 그리고 델타 시그마 BGL 억제 동작은 차등 전하량 ΔQ를 아날로그 메모리(analog memory)로 축적한다.The delta sigma BGL suppression operation divides the initial time T int by a number of sub-integration times T sub. The delta sigma BGL suppression operation reads the charge quantities Q 0 and Q 180 at 0 degrees at each sub integration time T sub to obtain a differential charge quantity ΔQ. And the delta sigma BGL suppression operation accumulates the differential charge amount ΔQ into an analog memory.

도 12는 본 발명의 실시예들에 사용되는 델타 시그마 BGL 억제 회로를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram illustrating a delta sigma BGL suppression circuit used in embodiments of the present invention.

델타 시그마 BGL 억제 회로는 4 개의 샘플 앤 홀드 회로(sample & hold circuits)를 포함하고, SIG1, RST1, SIG2, RST2를 출력한다. The delta sigma BGL suppression circuit contains four sample & hold circuits, and outputs SIG 1 , RST 1 , SIG 2 and RST 2.

출력된 SIG1, RST1, SIG2, RST2는 커패시티브 피드백 증폭기에 의해 합산된다. 더블 샘플링(Double-sampling)을 살펴보면, V1 = RST1 - SIG1, V2 = RST2 - SIG2와 같다. 델타(Delta) 동작은 V1 - V2 = (RST1 - SIG1) - (RST2 - SIG2)와 같다. 시그마(Sigma) 동작은 아날로그 메모리인 피드백 캡(Feedback cap)에 누적된다.The output SIG 1 , RST 1 , SIG 2 and RST 2 are summed by the capacitive feedback amplifier. Looking at double-sampling, V 1 = RST 1 -SIG 1 and V 2 = RST 2 -SIG 2 are the same. Delta operation is the same as V 1 -V 2 = (RST 1 -SIG 1 )-(RST 2 -SIG 2 ). Sigma operation is accumulated in a feedback cap, which is an analog memory.

도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.13 and 14 are configuration diagrams for explaining the configuration of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to an embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 픽셀 어레이(210), 델타 시그마 회로(220), 변환기(230), 메모리(240) 및 연산기(250)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치가 구현될 수 있다.As shown in FIG. 13, a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to an embodiment of the present invention includes a pixel array 210, a delta sigma circuit 220, a converter 230, a memory 240, and It includes a calculator (250). However, not all of the illustrated components are essential components. A distance measuring device having a virtual 4-tap pixel structure may be implemented by more components than the illustrated components, and a distance measuring device having a virtual 4-tap pixel structure may be implemented by fewer components.

이하, 도 13의 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of each component of the apparatus for measuring a distance having a virtual 4-tap pixel structure of FIG. 13 will be described.

픽셀 어레이(210)는 로우 X(ROW<x>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)과 로우 X-1(ROW<x-1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)을 포함한다. 픽셀 어레이(210)는 로우 X(ROW<x>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)과 로우 X-1(ROW<x-1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)이 교대로 반복되는 구조를 가진다. 즉, 픽셀 어레이(210)는 제1 번째 로우 라인과 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가질 수 있다. 픽셀 어레이(210)는 제1 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 생성한다. 또한, 픽셀 어레이(210)는 제2 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 생성한다. 여기서, 제1 번째 픽셀이 짝수 번째 픽셀(Pixel even)이면 제2 번째 픽셀은 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)이고, 제1 번째 픽셀이 홀수 번째 픽셀이면 제2 번째 픽셀은 짝수 번째 픽셀이다. 제1 각도는 0도, 제2 각도는 90도(π/2), 제3 각도는 180도(π), 제4 각도는 270도(3π/2)로 지정될 수 있다. 일례로, 픽셀 어레이(210)는 제1 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 0도 및 180도(π)에서의 전압 값 V(0) 및 V(π)를 생성할 수 있다. 또한, 픽셀 어레이(210)는 제2 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 90도(π/2) 및 270도(3π/2)에서의 전압 값 V(π/2) 및 V(3π/2)를 생성할 수 있다. The pixel array 210 includes an even-numbered pixel (Pixel even) corresponding to row X (ROW<x>) and an odd-numbered pixel (Pixel odd) corresponding to row X-1 (ROW<x-1>). . In the pixel array 210, an even-numbered pixel (Pixel even) corresponding to row X (ROW<x>) and an odd-numbered pixel (Pixel odd) corresponding to row X-1 (ROW<x-1>) are alternately It has a repeating structure. That is, the pixel array 210 may have a structure in which a first row line and a second row line are alternately repeated. The pixel array 210 generates voltage values at first and second angles by a modulation pulse at the first pixel. Further, the pixel array 210 generates voltage values at third and fourth angles by a modulation pulse in the second pixel. Here, if the first pixel is an even-numbered pixel, the second pixel is an odd-numbered pixel, and if the first pixel is an odd-numbered pixel, the second pixel is an even-numbered pixel. The first angle may be 0 degrees, the second angle may be 90 degrees (π/2), the third angle may be 180 degrees (π), and the fourth angle may be 270 degrees (3π/2). For example, the pixel array 210 may generate voltage values V(0) and V(π) at 0 degrees and 180 degrees (π) by a modulation pulse in the first pixel. Further, the pixel array 210 has voltage values V(π/2) and V(3π) at 90 degrees (π/2) and 270 degrees (3π/2) by a modulation pulse at the second pixel. /2) can be created.

델타 시그마 회로(220)는 객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이(Pixel array)의 제1 번째 로우 라인(Row line)에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출한다. 그리고 델타 시그마 회로(220)는 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 델타 시그마 동작을 산출한다. 여기서, 델타 시그마 회로는 픽셀 어레이(210)의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다. 델타 시그마 회로는 픽셀 어레이(210)의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다. 일례로, 델타 시그마 회로(220)는 로우 X(ROW<x>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)에 대응하는 0도의 델타 값 ΔV(0)를 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출할 수 있다. 델타 시그마 회로(220)는 로우 X(ROW<x-1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)에 대응하는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)를 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출할 수 있다. The delta sigma circuit 220 calculates a delta value of a first angle corresponding to a first row line of a pixel array for measuring an object distance through a delta sigma operation. . In addition, the delta sigma circuit 220 calculates a delta sigma operation using a delta value of a third angle corresponding to the second row line. Here, the delta sigma circuit may perform a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in the first row line of the pixel array 210. The delta sigma circuit may perform a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by modulation pulses in the second row line of the pixel array 210. For example, the delta sigma circuit 220 calculates a delta value ΔV(0) of 0 degrees corresponding to an even-numbered pixel corresponding to row X (ROW<x>) through a delta sigma operation. can do. The delta sigma circuit 220 converts a delta value ΔV(π/2) of 90 degrees (π/2) corresponding to an odd-numbered pixel (Pixel odd) corresponding to row X (ROW<x-1>) to a delta sigma ( Delta sigma) operation.

변환기(230)는 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환한다. 일례로, 변환기(230)는 0도의 델타 값 ΔV(0)를 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(0)로 변환할 수 있다. 변환기(230)는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)를 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(π/2)로 변환할 수 있다. The converter 230 includes a delta value of a first angle corresponding to the first row line calculated by the delta sigma circuit 220 and a third angle corresponding to the second row line calculated by the delta sigma circuit 220. Convert the delta value to a digital code. For example, the converter 230 may convert a delta value of 0 degrees ΔV(0) into a code ΔV(0) through an analog-to-digital conversion operation. The converter 230 may convert a delta value ΔV (π/2) of 90 degrees (π/2) into a code ΔV (π/2) through an analog-digital conversion operation.

메모리(240)는 변환기(230)에서 변환된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장한다. 여기서, 메모리(240)는 라인 메모리(Line memory)로 구현될 수 있다. The memory 240 stores a delta value of a first angle corresponding to the first row line converted by the converter 230. Here, the memory 240 may be implemented as a line memory.

연산기(250)는 메모리(240)에 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 변환기(230)에서 변환된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제1 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산한다.The operator 250 uses a delta value of a first angle corresponding to the first row line stored in the memory 240 and a delta value of a third angle corresponding to the second row line converted by the converter 230. Distance information corresponding to the first row line is calculated.

이후, 메모리(240)는 픽셀 어레이(210)의 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장한다. 그 저장된 제1 각도의 델타값이 연산기에서 연산된 후, 메모리(240)는 픽셀 어레이(210)의 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 저장할 수 있다. Thereafter, the memory 240 stores a delta value of a first angle corresponding to the first row line of the pixel array 210. After the stored delta value of the first angle is calculated by the operator, the memory 240 may store the delta value of the third angle corresponding to the second row line of the pixel array 210.

그리고 연산기(250)는 메모리(240)에 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 사용하여 제2 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다. 이후, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 교대로 반복되는 픽셀마다 델타 시그마 동작을 통해 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제1 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다. In addition, the operator 250 uses a delta value of a third angle corresponding to the second row line stored in the memory 240 and a delta value of a first angle corresponding to the third row line to the second row line. Corresponding distance information can be calculated. Thereafter, the distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure includes a delta value of a first angle corresponding to a first row line calculated through a delta sigma operation for each alternately repeated pixel, and a second row line corresponding to the second row line. Distance information corresponding to the first row line may be calculated using a delta value of 3 angles.

도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 동작을 설명하기로 한다.Referring to FIG. 14, an operation of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to an embodiment of the present invention will be described.

픽셀 어레이(210)는 로우 0(ROW<0>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 0도 및 180도(π)에서의 전압 값 V(0) 및 V(π)를 컬럼 COL <0> 내지 컬럼 COL <X>까지 각각 생성할 수 있다. 여기서, 짝수 번째 픽셀(Pixel even), 0도 및 180도(π)로 한정되지 않고, 홀수 번째 픽셀(Pixel odd), 90도(π/2) 및 270도(3π/2)가 될 수 있다. The pixel array 210 has a voltage value V(0) at 0 degrees and 180 degrees (π) by a modulation pulse at an even-numbered pixel (Pixel even) corresponding to row 0 (ROW<0>), and V(π) can be generated from column COL <0> to column COL <X>, respectively. Here, it is not limited to an even-numbered pixel (Pixel even), 0 degrees and 180 degrees (π), but may be an odd-numbered pixel (Pixel odd), 90 degrees (π/2), and 270 degrees (3π/2). .

그리고 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)에서 생성된 전압 값 V(0) 및 V(π)를 이용한 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해, 로우 0(ROW<0>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)에 대응하는 0도의 델타 값 ΔV(0)를 산출할 수 있다. 여기서, 짝수 번째 픽셀(Pixel even), 0도로 한정되지 않고, 홀수 번째 픽셀(Pixel odd), 90도(π/2)가 될 수 있다. In addition, the delta sigma circuit 220 corresponds to row 0 (ROW<0>) through a delta sigma operation using voltage values V(0) and V(π) generated by the pixel array 210. A delta value ΔV(0) of 0 degrees corresponding to an even-numbered pixel (Pixel even) may be calculated. Here, it is not limited to an even-numbered pixel (Pixel even), 0 degrees, and may be an odd-numbered pixel (Pixel odd) and 90 degrees (π/2).

이어서, 변환기(230)는 0도의 델타 값 ΔV(0)를 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(0)로 변환할 수 있다. 여기서, 0도의 델타 값 ΔV(0)로 한정되지 않고, 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)가 될 수 있다. Subsequently, the converter 230 may convert the delta value ΔV(0) of 0 degrees into the code ΔV(0) through an analog-to-digital conversion operation. Here, it is not limited to a delta value ΔV(0) of 0 degrees, but may be a delta value ΔV(π/2) of 90 degrees (π/2).

메모리(240)는 변환기(230)에서 변환된 코드 ΔV(0)를 저장할 수 있다. The memory 240 may store the code ΔV(0) converted by the converter 230.

이후, 픽셀 어레이(210)는 로우 1(ROW<1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 90도(π/2) 및 270도(3π/2)에서의 전압 값 V(π/2) 및 V(3π/2)를 컬럼 COL <0> 내지 컬럼 COL <X>까지 각각 생성할 수 있다. 여기서, 홀수 번째 픽셀(Pixel odd), 90도(π/2) 및 270도(3π/2)로 한정되지 않고, 짝수 번째 픽셀(Pixel even), 0도 및 180도(π)가 될 수 있다. Thereafter, the pixel array 210 is 90 degrees (π/2) and 270 degrees (3π/2) by a modulation pulse at an odd-numbered pixel (Pixel odd) corresponding to row 1 (ROW<1>). The voltage values V(π/2) and V(3π/2) at may be generated from column COL <0> to column COL <X>, respectively. Here, it is not limited to an odd-numbered pixel (Pixel odd), 90 degrees (π/2), and 270 degrees (3π/2), and may be an even-numbered pixel (Pixel even), 0 degrees, and 180 degrees (π). .

그리고 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)에서 생성된 전압 값 V(π/2) 및 V(3π/2)를 이용한 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해, 로우 1(ROW<1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)에 대응하는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)를 산출할 수 있다. 여기서, 홀수 번째 픽셀(Pixel odd), 90도(π/2)로 한정되지 않고, 짝수 번째 픽셀(Pixel even), 0도가 될 수 있다. In addition, the delta sigma circuit 220 performs a delta sigma operation using voltage values V(π/2) and V(3π/2) generated by the pixel array 210, and the row 1 (ROW<1>). A delta value ΔV(π/2) of 90 degrees (π/2) corresponding to an odd-numbered pixel corresponding to) may be calculated. Here, it is not limited to an odd-numbered pixel (Pixel odd) and 90 degrees (π/2), but may be an even-numbered pixel (Pixel even) and 0 degrees.

이어서, 변환기(230)는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)를 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(π/2)로 변환할 수 있다. 여기서, 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)로 한정되지 않고, 0도의 델타 값 ΔV(0)가 될 수 있다. Subsequently, the converter 230 may convert the delta value ΔV (π/2) of 90 degrees (π/2) into a code ΔV (π/2) through an analog-digital conversion operation. Here, it is not limited to a delta value ΔV(π/2) of 90 degrees (π/2), but may be a delta value ΔV(0) of 0 degrees.

연산기(250)는 메모리(240)에 저장된 로우 0(ROW<0>)에 대응하는 0도의 델타 값인 코드 ΔV(0)과 변환기(230)에서 변환된 로우 1(ROW<1>)에 대응하는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)을 사용하여 로우 0(ROW<0>)에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다.The operator 250 corresponds to a code ΔV(0) that is a delta value of 0 degrees corresponding to row 0 (ROW<0>) stored in the memory 240 and a row 1 (ROW<1>) converted by the converter 230. Distance information corresponding to row 0 (ROW<0>) can be calculated using a delta value ΔV(π/2) of 90 degrees (π/2).

이후, 메모리(240)는 변환기(230)에서 변환된 코드 ΔV(π/2)를 저장할 수 있다. Thereafter, the memory 240 may store the code ΔV (π/2) converted by the converter 230.

그리고 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 로우 2(ROW<2>)에 해당하는 전압 값 V(0) 및 V(π)를 이용한 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해, 0도의 델타 값 ΔV(0)를 산출하고, 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(0)로 변환할 수 있다. 그리고 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 메모리(240)에 저장된 코드 ΔV(π/2)와 로우 2(ROW<2>)에 대응하는 코드 ΔV(0)를 사용하여 로우 1(ROW<1>)에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다. In addition, the distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure uses a delta sigma operation using voltage values V(0) and V(π) corresponding to row 2 (ROW<2>), resulting in a delta value of 0 degrees. ΔV(0) can be calculated and converted into a code ΔV(0) through an analog-to-digital conversion operation. In addition, the distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure uses the code ΔV(π/2) stored in the memory 240 and the code ΔV(0) corresponding to the row 2 (ROW<2>). Distance information corresponding to 1>) can be calculated.

이후, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 로우 0(ROW<0>)에 대응하는 거리 정보를 연산하고, 로우 1(ROW<1>)에 대응하는 거리 정보를 연산한 방식과 같이, 나머지 로우에 대응하는 거리 정보를 로우 X(ROW<X>)까지 연산할 수 있다.Thereafter, the distance measuring apparatus with a virtual 4-tap pixel structure calculates distance information corresponding to row 0 (ROW<0>) and calculates distance information corresponding to row 1 (ROW<1>), Distance information corresponding to the remaining rows can be calculated up to row X (ROW<X>).

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.15 is a diagram illustrating an operation of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention.

픽셀 어레이(210)는 제1 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 생성한다. 또한, 픽셀 어레이(210)는 제2 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 생성한다. 픽셀 어레이(210)는 제1 번째 로우 라인과 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가질 수 있다. The pixel array 210 generates voltage values at first and second angles by a modulation pulse at the first pixel. Further, the pixel array 210 generates voltage values at third and fourth angles by a modulation pulse in the second pixel. The pixel array 210 may have a structure in which a first row line and a second row line are alternately repeated.

델타 시그마 회로(220)는 객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이(Pixel array)의 제1 번째 로우 라인(Row line)에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출한다. 그리고 델타 시그마 회로(220)는 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 델타 시그마 동작을 산출한다. 여기서, 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다. 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다. The delta sigma circuit 220 calculates a delta value of a first angle corresponding to a first row line of a pixel array for measuring an object distance through a delta sigma operation. . In addition, the delta sigma circuit 220 calculates a delta sigma operation using a delta value of a third angle corresponding to the second row line. Here, the delta sigma circuit 220 performs a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in the first row line of the pixel array 210. I can. The delta sigma circuit 220 may perform a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by modulation pulses in the second row line of the pixel array 210.

변환기(230)는 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환한다.The converter 230 includes a delta value of a first angle corresponding to the first row line calculated by the delta sigma circuit 220 and a third angle corresponding to the second row line calculated by the delta sigma circuit 220. Convert the delta value to a digital code.

메모리(240)는 변환기(230)에서 변환된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장한다. 여기서, 메모리(240)는 라인 메모리로 구현될 수 있다. The memory 240 stores a delta value of a first angle corresponding to the first row line converted by the converter 230. Here, the memory 240 may be implemented as a line memory.

연산기(250)는 메모리(240)에 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 변환기(230)에서 변환된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제1 및 제2 번째 로우 라인이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산한다. 연산기(250)는 제1 및 제2 번째 로우 라인이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산한 후, 2개의 로우 라인씩 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다. 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 제1 번째 로우 라인 및 제2 번째 로우 라인이 반복되는 제3 번째 로우 라인 및 제4 번째 로우 라인에 대해서 동일하게 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다. 이를 통해, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 제4 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제3 및 제4 번째 로우 라인이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다.The operator 250 uses a delta value of a first angle corresponding to the first row line stored in the memory 240 and a delta value of a third angle corresponding to the second row line converted by the converter 230. Distance information corresponding to a line in which the first and second row lines are merged is calculated. The calculator 250 may calculate distance information corresponding to a line in which the first and second row lines are merged, and then calculate distance information corresponding to the merged line by two row lines. The distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure may perform a delta sigma operation in the same manner for the third row line and the fourth row line in which the first row line and the second row line are repeated. Through this, the distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure uses the delta value of the first angle corresponding to the third row line and the delta value of the third angle corresponding to the fourth row line. Distance information corresponding to the line to which the fourth row line is merged may be calculated.

도 15를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 동작을 설명하기로 한다.Referring to FIG. 15, an operation of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention will be described.

픽셀 어레이(210)는 로우 0(ROW<0>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 0도 및 180도(π)에서의 전압 값 V(0) 및 V(π)를 컬럼 COL <0> 내지 컬럼 COL <X>까지 각각 생성할 수 있다. The pixel array 210 has a voltage value V(0) at 0 degrees and 180 degrees (π) by a modulation pulse at an even-numbered pixel (Pixel even) corresponding to row 0 (ROW<0>), and V(π) can be generated from column COL <0> to column COL <X>, respectively.

그리고 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)에서 생성된 전압 값 V(0) 및 V(π)를 이용한 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해, 로우 0(ROW<0>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)에 대응하는 0도의 델타 값 ΔV(0)를 산출할 수 있다.In addition, the delta sigma circuit 220 corresponds to row 0 (ROW<0>) through a delta sigma operation using voltage values V(0) and V(π) generated by the pixel array 210. A delta value ΔV(0) of 0 degrees corresponding to an even-numbered pixel (Pixel even) may be calculated.

이어서, 변환기(230)는 0도의 델타 값 ΔV(0)를 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(0)로 변환할 수 있다. Subsequently, the converter 230 may convert the delta value ΔV(0) of 0 degrees into the code ΔV(0) through an analog-to-digital conversion operation.

메모리(240)는 변환기(230)에서 변환된 코드 ΔV(0)를 저장할 수 있다. The memory 240 may store the code ΔV(0) converted by the converter 230.

이후, 픽셀 어레이(210)는 로우 1(ROW<1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 90도(π/2) 및 270도(3π/2)에서의 전압 값 V(π/2) 및 V(3π/2)를 컬럼 COL <0> 내지 컬럼 COL <X>까지 각각 생성할 수 있다. Thereafter, the pixel array 210 is 90 degrees (π/2) and 270 degrees (3π/2) by a modulation pulse at an odd-numbered pixel (Pixel odd) corresponding to row 1 (ROW<1>). The voltage values V(π/2) and V(3π/2) at may be generated from column COL <0> to column COL <X>, respectively.

그리고 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)에서 생성된 전압 값 V(π/2) 및 V(3π/2)를 이용한 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해, 로우 1(ROW<1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)에 대응하는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)를 산출할 수 있다. In addition, the delta sigma circuit 220 performs a delta sigma operation using voltage values V(π/2) and V(3π/2) generated by the pixel array 210, and the row 1 (ROW<1>). A delta value ΔV(π/2) of 90 degrees (π/2) corresponding to an odd-numbered pixel corresponding to) may be calculated.

이어서, 변환기(230)는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)를 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(π/2)로 변환할 수 있다. Subsequently, the converter 230 may convert the delta value ΔV (π/2) of 90 degrees (π/2) into a code ΔV (π/2) through an analog-digital conversion operation.

연산기(250)는 메모리(240)에 저장된 로우 0(ROW<0>)에 대응하는 0도의 델타 값인 코드 ΔV(0)과 변환기(230)에서 변환된 로우 1(ROW<1>)에 대응하는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)을 사용하여 로우 0(ROW<0>) 및 로우 1(ROW<1>)이 병합된 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다.The operator 250 corresponds to a code ΔV(0) that is a delta value of 0 degrees corresponding to row 0 (ROW<0>) stored in the memory 240 and a row 1 (ROW<1>) converted by the converter 230. A delta value of 90 degrees (π/2) ΔV(π/2) can be used to calculate distance information corresponding to the row line where row 0 (ROW<0>) and row 1 (ROW<1>) are merged. have.

이후, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 로우 0(ROW<0>) 및 로우 1(ROW<1>)이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산한 동작과 같이, 로우 2(ROW<2>) 및 로우 3(ROW<3>)이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다. 즉, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 2개의 로우 라인을 한 쌍으로 묶어서 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다.Thereafter, the distance measuring device having a virtual 4-tap pixel structure calculates distance information corresponding to the line in which row 0 (ROW<0>) and row 1 (ROW<1>) are merged. <2>) and row 3 (ROW<3>) may calculate distance information corresponding to the merged line. That is, the distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure may calculate distance information corresponding to the merged line by grouping two row lines into a pair.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram illustrating an operation of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention.

픽셀 어레이(210)는 제1 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 생성한다. 또한, 픽셀 어레이(210)는 제2 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 생성한다. 또한, 픽셀 어레이(210)는 제3 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 생성한다. 픽셀 어레이(210)는 제1 번째 로우 라인과 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가질 수 있다. The pixel array 210 generates voltage values at first and second angles by a modulation pulse at the first pixel. Further, the pixel array 210 generates voltage values at third and fourth angles by a modulation pulse in the second pixel. Also, the pixel array 210 generates voltage values at first and second angles by a modulation pulse in the third pixel. The pixel array 210 may have a structure in which a first row line and a second row line are alternately repeated.

델타 시그마 회로(220)는 객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이(210)의 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 산출하고, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 산출하고, 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 산출한다. 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다. 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행할 수 있다.The delta sigma circuit 220 calculates a delta value of a first angle corresponding to the first row line of the pixel array 210 for measuring the distance of an object, and calculates a delta value of a third angle corresponding to the second row line. A value is calculated, and a delta value of a first angle corresponding to the third row line is calculated. The delta sigma circuit 220 may perform a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in the first row line of the pixel array 210. . The delta sigma circuit 220 may perform a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by modulation pulses in the second row line of the pixel array 210.

변환기(230)는 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값, 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값, 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값 및 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환한다. The converter 230 includes a delta value of a first angle corresponding to the first row line calculated by the delta sigma circuit 220, and a third angle corresponding to the second row line calculated by the delta sigma circuit 220. A delta value, a delta value of a first angle corresponding to the third row line calculated by the delta sigma circuit 220, and a delta value of a third angle corresponding to the second row line calculated by the delta sigma circuit 220 Convert to digital code.

메모리(240)는 변환기(230)에서 변환된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값, 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값 및 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 저장한다. 여기서, 메모리(240)는 라인 메모리로 구현될 수 있다. The memory 240 includes a delta value of a first angle corresponding to the first row line converted by the converter 230, a delta value of a third angle corresponding to the second row line, and a third row line. The delta value of the first angle and the delta value of the third angle corresponding to the second row line are stored. Here, the memory 240 may be implemented as a line memory.

연산기(250)는 메모리(240)에서 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 보간하여 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 복원한다. 그리고 연산기(250)는 그 복원된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 메모리(240)에서 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제2 번째 로우의 픽셀에 대한 거리 정보를 연산한다.The operator 250 interpolates the delta value of the first angle corresponding to the first row line stored in the memory 240 and the delta value of the first angle corresponding to the third row line to correspond to the second row line. The delta value of the first angle is restored. Further, the operator 250 uses the delta value of the first angle corresponding to the restored second row line and the delta value of the third angle corresponding to the second row line stored in the memory 240. Calculate distance information for the row's pixels.

이후, 픽셀 어레이(210)는 제4 번째 픽셀에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 생성할 수 있다.Thereafter, the pixel array 210 may generate voltage values at the third and fourth angles by a modulation pulse in the fourth pixel.

그리고 델타 시그마 회로(220)는 제4 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 산출할 수 있다.In addition, the delta sigma circuit 220 may calculate a delta value of a third angle corresponding to the fourth row line.

이후, 연산기(250)는 메모리(240)에 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 델타 시그마 회로(220)에서 산출된 제4 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 보간하여 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 복원할 수 있다.Thereafter, the operator 250 includes a delta value of a third angle corresponding to the second row line stored in the memory 240 and a delta of a third angle corresponding to the fourth row line calculated by the delta sigma circuit 220. The delta value of the third angle corresponding to the third row line may be restored by interpolating the values.

그리고 연산기(250)는 복원된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 메모리(240)에서 저장된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 사용하여 제3 번째 로우의 픽셀에 대한 거리 정보를 연산할 수 있다. Further, the operator 250 uses the delta value of the third angle corresponding to the restored third row line and the delta value of the first angle corresponding to the third row line stored in the memory 240 to determine the third row. Distance information for the pixels of can be calculated.

도 16을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치의 동작을 설명하기로 한다.Referring to FIG. 16, an operation of a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention will be described.

픽셀 어레이(210)는 로우 0(ROW<0>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 0도 및 180도(π)에서의 전압 값 V(0) 및 V(π)를 컬럼 COL <0> 내지 컬럼 COL <X>까지 각각 생성할 수 있다. The pixel array 210 has a voltage value V(0) at 0 degrees and 180 degrees (π) by a modulation pulse at an even-numbered pixel (Pixel even) corresponding to row 0 (ROW<0>), and V(π) can be generated from column COL <0> to column COL <X>, respectively.

그리고 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)에서 생성된 전압 값 V(0) 및 V(π)를 이용한 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해, 로우 0(ROW<0>)에 해당하는 짝수 번째 픽셀(Pixel even)에 대응하는 0도의 델타 값 ΔV(0)를 산출할 수 있다.In addition, the delta sigma circuit 220 corresponds to row 0 (ROW<0>) through a delta sigma operation using voltage values V(0) and V(π) generated by the pixel array 210. A delta value ΔV(0) of 0 degrees corresponding to an even-numbered pixel (Pixel even) may be calculated.

이어서, 변환기(230)는 0도의 델타 값 ΔV(0)를 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(0)로 변환할 수 있다. Subsequently, the converter 230 may convert the delta value ΔV(0) of 0 degrees into the code ΔV(0) through an analog-to-digital conversion operation.

메모리(240)는 변환기(230)에서 변환된 로우 0(ROW<0>)에 대응되는 코드 ΔV(0)를 저장할 수 있다.The memory 240 may store the code ΔV(0) corresponding to the row 0 (ROW<0>) converted by the converter 230.

이후, 픽셀 어레이(210)는 로우 1(ROW<1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 90도(π/2) 및 270도(3π/2)에서의 전압 값 V(π/2) 및 V(3π/2)를 컬럼 COL <0> 내지 컬럼 COL <X>까지 각각 생성할 수 있다. Thereafter, the pixel array 210 is 90 degrees (π/2) and 270 degrees (3π/2) by a modulation pulse at an odd-numbered pixel (Pixel odd) corresponding to row 1 (ROW<1>). The voltage values V(π/2) and V(3π/2) at may be generated from column COL <0> to column COL <X>, respectively.

그리고 델타 시그마 회로(220)는 픽셀 어레이(210)에서 생성된 전압 값 V(π/2) 및 V(3π/2)를 이용한 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해, 로우 1(ROW<1>)에 해당하는 홀수 번째 픽셀(Pixel odd)에 대응하는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)를 산출할 수 있다. In addition, the delta sigma circuit 220 performs a delta sigma operation using voltage values V(π/2) and V(3π/2) generated by the pixel array 210, and the row 1 (ROW<1>). A delta value ΔV(π/2) of 90 degrees (π/2) corresponding to an odd-numbered pixel corresponding to) may be calculated.

이어서, 변환기(230)는 90도(π/2)의 델타 값 ΔV(π/2)를 아날로그-디지털 변환 동작을 통해 코드 ΔV(π/2)로 변환할 수 있다. Subsequently, the converter 230 may convert the delta value ΔV (π/2) of 90 degrees (π/2) into a code ΔV (π/2) through an analog-digital conversion operation.

메모리(240)는 변환기(230)에서 변환된 로우 1(ROW<1>)에 대응되는 코드 ΔV(π/2)를 저장할 수 있다.The memory 240 may store a code ΔV(π/2) corresponding to row 1 (ROW<1>) converted by the converter 230.

이후, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 로우 2(ROW<2>)에 대응하는 델타 값 ΔV(0)를 산출할 수 있다.Thereafter, the distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure may calculate a delta value ΔV(0) corresponding to row 2 (ROW<2>).

P1 단계에서, 연산기(250)는 메모리(240)에 저장된 로우 0(ROW<0>)에 대응되는 델타 값 ΔV(0)와 산출된 로우 2(ROW<2>)에 대응되는 델타 값 ΔV(0)을 보간하여 로우 1(ROW<1>)에 대응되는 델타 값 ΔV(0)을 복원할 수 있다. 그리고 연산기(250)는 그 복원된 로우 1(ROW<1>)에 대응되는 델타 값 ΔV(0)과 메모리(240)에 저장된 로우 1(ROW<1>)에 대응되는 델타 값 ΔV(π/2)를 사용하여 로우 1(ROW<1>)에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다. 여기서, 로우 X(ROW<X>)에 대응되는 델타 값 ΔV(0)은 복원이 불가하다. In step P1, the operator 250 stores a delta value ΔV(0) corresponding to row 0 (ROW<0>) stored in the memory 240 and a delta value ΔV(0) corresponding to the calculated row 2 (ROW<2>). 0) may be interpolated to restore the delta value ΔV(0) corresponding to row 1 (ROW<1>). Further, the operator 250 includes a delta value ΔV(0) corresponding to the restored row 1 (ROW<1>) and a delta value ΔV(π/) corresponding to the row 1 stored in the memory 240 (ROW<1>). 2) can be used to calculate distance information corresponding to row 1 (ROW<1>). Here, the delta value ΔV(0) corresponding to row X (ROW<X>) cannot be restored.

이후, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 로우 3(ROW<3>)에 대응하는 델타 값 ΔV(π/2)를 산출하고, 그 산출된 델타 값 ΔV(π/2)을 변환하여 메모리(240)에 저장할 수 있다.Thereafter, the distance measuring apparatus with a virtual 4-tap pixel structure calculates a delta value ΔV(π/2) corresponding to row 3 (ROW<3>), and converts the calculated delta value ΔV(π/2). It can be stored in the memory 240.

P2 단계에서, 연산기(250)는 메모리(240)에 저장된 로우 1(ROW<1>)에 대응되는 델타 값 ΔV(π/2)와 산출된 로우 3(ROW<3>)에 대응되는 델타 값 ΔV(π/2)을 보간하여 로우 2(ROW<2>)에 대응되는 델타 값 ΔV(π/2)을 복원할 수 있다. 그리고 연산기(250)는 그 복원된 로우 2(ROW<2>)에 대응되는 델타 값 ΔV(π/2)과 메모리(240)에 저장된 로우 2(ROW<2>)에 대응되는 델타 값 ΔV(0)를 사용하여 로우 2(ROW<2>)에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다. 이러한 동작은 로우 X까지 반복적으로 수행된다. 여기서, 로우 0(ROW<0>)에 대응되는 델타 값 ΔV(π/2)은 복원이 불가하다. In step P2, the operator 250 stores a delta value ΔV(π/2) corresponding to row 1 (ROW<1>) stored in the memory 240 and a delta value corresponding to the calculated row 3 (ROW<3>). By interpolating ΔV(π/2), a delta value ΔV(π/2) corresponding to row 2 (ROW<2>) may be restored. Further, the operator 250 includes a delta value ΔV(π/2) corresponding to the restored row 2 (ROW<2>) and a delta value ΔV( 0) can be used to calculate distance information corresponding to row 2 (ROW<2>). This operation is repeatedly performed up to row X. Here, the delta value ΔV(π/2) corresponding to row 0 (ROW<0>) cannot be restored.

한편, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 델타 값 ΔV(0)의 보간(interpolation)을 위해 하나의 로우 라인씩 건너서 델타 값 ΔV(0)을 산출하여 메모리(240)에 저장할 수 있다. 예를 들면, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 로우 2(ROW<2>), 로우 4(ROW<4>), …, 로우 X-1(ROW<X-1>)와 같은 순서대로 델타 값 ΔV(0)을 산출하여 메모리(240)에 저장할 수 있다.Meanwhile, the distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure may calculate the delta value ΔV(0) by crossing one row line and store it in the memory 240 for interpolation of the delta value ΔV(0). For example, a distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure is row 2 (ROW<2>), row 4 (ROW<4>), ... The delta value ΔV(0) may be calculated and stored in the memory 240 in the same order as the row X-1 (ROW<X-1>).

유사하게, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 델타 값 ΔV(π/2)의 보간(interpolation)을 위해 하나의 로우 라인씩 건너서 델타 값 ΔV(π/2)을 산출하여 메모리(240)에 저장할 수 있다. 예를 들면, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 로우 3(ROW<3>), 로우 5(ROW<5>), …, 로우 X(ROW<X>)와 같은 순서대로 델타 값 ΔV(π/2)을 산출하여 메모리(240)에 저장할 수 있다.Similarly, the distance measuring apparatus of the virtual 4-tap pixel structure calculates the delta value ΔV(π/2) across one row line for interpolation of the delta value ΔV(π/2), and the memory 240 Can be saved on. For example, a distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure is row 3 (ROW<3>), row 5 (ROW<5>), ... The delta value ΔV(π/2) may be calculated in the same order as the row X (ROW<X>) and stored in the memory 240.

이후, 연산기(250)는 P1 단계와 같이, 로우 1(ROW<1), 로우 3(ROW<3), …, 로우 X-2(ROW<X-2>)에 대응되는 델타 값 ΔV(0)을 복원할 수 있다. 또한, 연산기(250)는 P2 단계와 같이, 로우 2(ROW<2), 로우 4(ROW<4), …, 로우 X-1(ROW<X-1>)에 대응되는 델타 값 ΔV(π/2)을 복원할 수 있다.Then, the operator 250, as in step P1, row 1 (ROW<1), row 3 (ROW<3), ... , A delta value ΔV(0) corresponding to row X-2 (ROW<X-2>) may be restored. In addition, the operator 250, as in step P2, row 2 (ROW<2), row 4 (ROW<4), ... , A delta value ΔV(π/2) corresponding to row X-1 (ROW<X-1>) may be restored.

그리고 연산기(250)는 각 로우 라인에 대응되는 델타 값 ΔV(0) 및 델타 값 ΔV(π/2)를 사용하여, 첫 번째 로우 라인인 로우 0(ROW<0) 및 마지막 로우 라인인 로우 X(ROW<X)를 제외한 나머지 로우 라인인 로우 1(ROW<1), 로우 2(ROW<2), 로우 3(ROW<3), …, 로우 X-2(ROW<X-2>), 로우 X-1(ROW<X-1>)에 대응하는 거리 정보를 연산할 수 있다.In addition, the operator 250 uses a delta value ΔV(0) and a delta value ΔV(π/2) corresponding to each row line, and uses the first row line, row 0 (ROW<0), and the last row line, row X. The remaining row lines excluding (ROW<X): row 1 (ROW<1), row 2 (ROW<2), row 3 (ROW<3),… , Distance information corresponding to row X-2 (ROW<X-2>) and row X-1 (ROW<X-1>) may be calculated.

한편, 본 발명의 실시예들을 통해 프레임 메모리를 사용하지 않아도 되고 시스템의 프레임 레이트(Frame rate)의 증가시킬 수 있다. 프레임 메모리는 픽셀 어레이 개수(ex.320×240)×ADC 비트 해상도(bit resolution)(ex.10bit))를 포함할 수 있다.On the other hand, through the embodiments of the present invention, it is not necessary to use a frame memory and the frame rate of the system can be increased. The frame memory may include the number of pixel arrays (ex.320×240)×ADC bit resolution (ex.10bit)).

도 17 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에서의 얼터네이트 위상 드라이버의 동작을 나타낸 도면이다.17 to 19 are diagrams illustrating an operation of an alternate phase driver in a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 얼터네이트 위상 드라이버(Alternate Phase Driver)를 더 포함할 수 있다. 얼터네이트 위상 드라이버는 프레임마다 동일한 로우 라인에 서로 다른 위상을 번갈아 출력하는 얼터네이트 위상 동작(Alternate phase operation)을 수행한다. 17 and 18, the apparatus for measuring a distance of a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention may further include an alternate phase driver. The alternate phase driver performs an alternate phase operation in which different phases are alternately output to the same row line for each frame.

얼터네이트 위상 드라이버는 매 프레임(frame) 마다 짝수(Even) 및 홀수(Odd)의 송신(TX) 신호를 번갈아 출력하는 드라이버이다. 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 짝수 로우(Even row) 및 홀수 로우(Odd row)에 각각 다른 위상 드라이빙을 수행하는 드라이빙 방식을 유지한 채로 얼터네이트 위상 동작을 수행하여 2개의 프레임으로 거리(depth)를 구할 수 있다. 여기서, 얼터네이트 위상 동작은 프레임마다 동일한 로우(row)에 다른 위상 드라이빙 동작을 수행하는 것을 나타낸다. The alternate phase driver is a driver that alternately outputs even (Even) and odd (Odd) transmission (TX) signals in every frame. The distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure performs an alternating phase operation while maintaining a driving method that performs different phase driving on the even and odd rows, and the distance in two frames. (depth) can be obtained. Here, the alternate phase operation refers to performing a different phase driving operation on the same row for each frame.

따라서, 도 19에 도시된 바와 같이, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 마지막 프레임에서 2개의 프레임으로 계산한 거리 depth(2T)와 1개의 프레임으로 계산한 거리 depth(4T)를 구할 수 있다. Accordingly, as shown in FIG. 19, the distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure can obtain a distance depth (2T) calculated as two frames from the last frame and a distance depth (4T) calculated as one frame. have.

도 20 및 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에서의 하이브리드 거리 이미징 동작을 나타낸 도면이다.20 and 21 are diagrams illustrating a hybrid distance imaging operation in a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention.

하이브리드 거리 이미징(Hybrid depth imaging) 동작은 프레임 1(Frame 1)에서 가상의 4탭(Pseudo 4tap)의 동작을 통해 거리를 출력 가능하고, 프레임 2(Frame 2)에서도 마찬가지로 거리를 출력 가능하다.In the hybrid depth imaging operation, the distance can be output through a virtual Pseudo 4 tap operation in Frame 1, and the distance can also be output in Frame 2 as well.

이때, 만약 2개의 프레임의 거리 데이터를 비교했을 때, 모션이 발생하지 않으면, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 얼터네이트 위상 드라이버를 통해 프레임 1과 프레임 2에 각각 출력된 두 개의 신호를 이용하여 보다 정확한 거리를 출력할 수 있다.At this time, if motion does not occur when the distance data of two frames are compared, the distance measuring device of the virtual 4-tap pixel structure uses the alternate phase driver to output two signals respectively to Frame 1 and Frame 2. Can be used to output a more accurate distance.

도 20에 도시된 바와 같이, 단계 S101에서, 하이브리드 거리 이미징(Hybrid depth imaging)을 하기 위해, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 각각의 프레임에서 계산된 거리 depth(P4T)를 이용하여 모션(motion)을 검출한다. 여기서, 모션은 움직이는 물체에 대해 검출이 된다. 이때, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 2개의 거리(depth)의 픽셀 데이터(pixel data) 차이와 기설정된 임계치(threshold)를 비교하여 모션 검출(motion detection)을 수행한다. 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 픽셀 데이터 차이가 임계치보다 큰 경우에 모션이 발생했다고 가정하여 프레임 차이 데이터(frame difference data)를 출력한다. As shown in FIG. 20, in step S101, in order to perform hybrid depth imaging, a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure uses a distance depth (P4T) calculated in each frame to perform motion. (motion) is detected. Here, motion is detected for a moving object. At this time, the distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure performs motion detection by comparing a difference between pixel data of two depths and a preset threshold. The distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure outputs frame difference data assuming that motion has occurred when the pixel data difference is greater than a threshold value.

도 21에 도시된 바와 같이, 단계 S102에서, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 앞에서 구한 프레임 차이 데이터를 이용하여 모션이 발생한 부분에는 거리 depth(P4T)를 사용하고, 모션이 발생하지 않은 부분에는 거리 depth(2T)를 사용한다. 거리 depth(P4T)는 모션 아티팩트(motion artifact)를 감소시키기 위함이다. 거리 depth(2T)는 거리 정확도(depth accuracy)를 향상시키기 위함이다.As shown in FIG. 21, in step S102, the distance measuring apparatus of the virtual 4-tap pixel structure uses the previously obtained frame difference data to use the distance depth (P4T) in the part where the motion has occurred, and the motion does not occur. For the part, we use the distance depth(2T). The distance depth (P4T) is to reduce motion artifacts. The distance depth (2T) is to improve the depth accuracy.

이를 다시 설명하면, 프레임 1, 2의 원(raw) 이미지를 이용하여 거리를 계산하면 모션 아티팩트가 발생한다. 하지만, 전술된 바와 같이, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 모션이 발생한 부분에는 거리 depth(P4T)를 사용하고 모션이 발생하지 않은 부분에는 거리 depth(2T)를 사용하여, 하이브리드 이미지를 구한다. 그러면, 모션 아티팩트 및 해상도가 개선된 거리 이미지를 구할 수 있다. In other words, when the distance is calculated using the raw images of frames 1 and 2, motion artifacts occur. However, as described above, the distance measuring apparatus with a virtual 4-tap pixel structure uses a distance depth (P4T) for a portion where motion has occurred and a distance depth (2T) for a portion where motion does not occur, thereby generating a hybrid image. Seek. Then, a distance image with improved motion artifacts and resolution can be obtained.

도 22 내지 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에서의 에지가 강화된 보간 동작을 나타낸 도면이다.22 to 24 are diagrams illustrating an edge-enhanced interpolation operation in a distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention.

거리 이미지는 에지(edge)의 정보가 중요하기 때문에, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치에서의 에지가 강화된 보간 동작은 에지를 인식하여 에지가 아닌 부분의 데이터에 가중치를 더해 보간하는 방식이다. Since edge information is important for a distance image, the edge-enhanced interpolation operation in a distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure recognizes the edge and interpolates by adding a weight to the non-edge data. to be.

만약, 종래의 선형 보간(linear interpolation) 방법을 사용하여 보간을 수행하면 에지가 저하(degradation)된다. If interpolation is performed using a conventional linear interpolation method, the edge is degraded.

이에 반해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 에지를 강화하기 위한 가중화된 계수(weighted coefficient)를 적용하여 에지의 저하(degradation)를 방지한다.In contrast, the apparatus for measuring a distance of a virtual 4-tap pixel structure according to another embodiment of the present invention prevents edge degradation by applying a weighted coefficient for reinforcing an edge.

실제 데이터에서 중간 위치에 에지가 발생할 때, ΔQπ/2만 고려하면 에지를 찾을 수 없다. 하지만, 모든 픽셀 데이터를 모두 사용한다면, ΔQ0를 이용하여 dpt지를 판단할 수 있다. 이유는 ΔQ0와 ΔQπ/2의 에지정보가 같기 때문이다. When an edge occurs at an intermediate position in the actual data, if only ΔQ π/2 is considered, the edge cannot be found. However, if all of the pixel data are used, it is possible to determine whether dpt is using ΔQ 0. The reason is that the edge information of ΔQ 0 and ΔQ π/2 are the same.

도 22에 도시된 바와 같이, 단계 S201에서, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 ΔQ0를 이용하여 위쪽 로우 및 아래쪽 로우의 데이터를 비교하였을 때 같지 않다면 에지가 발생한 것으로 검출한다. 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 ΔQ0[0]과 ΔQ0[2]를 비교하여 에지정보가 동일함을 확인한다. 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 ΔQ0[2]과 ΔQ0[4]를 비교하여 에지 정보가 동일하지 않을 것을 확인하여 에지를 검출한다. As shown in FIG. 22, in step S201, the distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure compares data in the upper row and the lower row using ΔQ 0 and detects that an edge has occurred if they are not the same. The distance measuring apparatus with a virtual 4-tap pixel structure compares ΔQ 0 [0] and ΔQ 0 [2] to confirm that the edge information is the same. The distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure detects an edge by comparing ΔQ 0 [2] and ΔQ 0 [4] to confirm that the edge information is not the same.

도 23에 도시된 바와 같이, 단계 S202에서, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 에지의 정도(weight of edge)를 구한다. 에지의 정도(weight of edge)를 수식화하기 위해 다음과 같은 방법을 사용한다. 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 ΔQ0의 위쪽 로우 값와 아래쪽 로우 값 간의 차이인 |ΔQ0|[0]-[2]와, ΔQπ/2의 위쪽 로우 값와 아래쪽 로우 값 간의 차이인 |ΔQπ/2|[0]-[2]를 도 22와 같이 더한다. 이를 통해, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 에지의 정도(W[1], W[2], …)를 구할 수 있다. As shown in FIG. 23, in step S202, the distance measuring apparatus of the virtual 4-tap pixel structure obtains the weight of edge. The following method is used to formulate the weight of edge. The distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure is the difference between |ΔQ 0 |[0]-[2], which is the difference between the upper and lower row values of ΔQ 0 , and the difference between the upper and lower row values of ΔQ π/2 . Add |ΔQ π/2 |[0]-[2] as shown in FIG. 22. Through this, the distance measuring apparatus of the virtual 4-tap pixel structure can obtain the edge degree (W[1], W[2], …).

도 24에 도시된 바와 같이, 단계 S203에서, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 계산된 에지 정도를 이용하여 에지 계수(edge coefficient)인 α, β를 구하고, 구한 에지 계수를 적용한다. 에지 계수인 α와 β는

Figure 112020017270115-pat00019
Figure 112020017270115-pat00020
와 같다. 예를 들어, 도 24의 왼쪽 그림과 같이 에지가 아래에서 발생하였기 때문에 W[2]가 W[1]보다 크다. 따라서, α값이 더 크기 때문에, 에지 저하(edge degradation)을 방지할 수 있다. As shown in FIG. 24, in step S203, the distance measuring apparatus of the virtual 4-tap pixel structure calculates the edge coefficients α and β using the calculated edge degree, and applies the calculated edge coefficients. The edge coefficients α and β are
Figure 112020017270115-pat00019
And
Figure 112020017270115-pat00020
Is the same as For example, W[2] is greater than W[1] because the edge is generated from the bottom as shown in the left figure of FIG. 24. Therefore, since the α value is larger, edge degradation can be prevented.

이와 같이, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치는 인접한 로우 라인에서 특정 각도의 델타값 간의 차이들을 더하여 에지 정도(weight of edge)들을 계산하고, 상기 에지 정도들로부터 계산된 에지 계수들을 사용하여 에지가 발생된 부분을 보간한다. In this way, the distance measuring apparatus of the virtual 4-tap pixel structure calculates the weight of edges by adding differences between the delta values of a specific angle in the adjacent row line, and uses the edge coefficients calculated from the edge degrees. Interpolate the part where the edge is generated.

이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to the drawings and examples, it does not mean that the scope of protection of the present invention is limited by the drawings or examples, and those skilled in the art It will be appreciated that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope.

구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해, 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.Specifically, the described features may be implemented in digital electronic circuitry, or computer hardware, firmware, or combinations thereof. Features may be executed in a computer program product implemented in storage in a machine-readable storage device, for example, for execution by a programmable processor. And the features can be performed by a programmable processor executing a program of directives to perform the functions of the described embodiments by operating on input data and generating output. The described features include at least one programmable processor, at least one input device, and at least one output coupled to receive data and directives from the data storage system and to transmit data and directives to the data storage system. It can be executed within one or more computer programs that can be executed on a programmable system including the device. A computer program includes a set of directives that can be used directly or indirectly within a computer to perform a specific action on a given result. Computer programs are written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, and included as modules, elements, subroutines, or other units suitable for use in other computer environments, or as independently operable programs. It can be used in any form.

지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가될 수 있다.Suitable processors for execution of a program of directives include, for example, both general and special purpose microprocessors, and either a single processor or multiple processors of a different kind of computer. Storage devices suitable for implementing computer program directives and data implementing the described features are, for example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, magnetic devices such as internal hard disks and removable disks. Devices, magneto-optical disks and all types of non-volatile memory including CD-ROM and DVD-ROM disks. The processor and memory may be integrated within application-specific integrated circuits (ASICs) or added by ASICs.

이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is described on the basis of a series of functional blocks, but is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes within the scope not departing from the technical spirit of the present invention It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this invention pertains.

전술한 실시예들의 조합은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.Combinations of the above-described embodiments are not limited to the above-described embodiments, and combinations of various types as well as the above-described embodiments may be provided according to implementation and/or need.

전술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described embodiments, the methods are described on the basis of a flow chart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or concurrently with other steps as described above. I can. In addition, those of ordinary skill in the art understand that the steps shown in the flowchart are not exclusive, other steps are included, or one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention. You can understand.

전술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.The above-described embodiments include examples of various aspects. It is not possible to describe all possible combinations for representing the various aspects, but one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, the present invention will be said to include all other replacements, modifications and changes falling within the scope of the following claims.

210: 픽셀 어레이
220: 델타 시그마 회로
230: 변환기
240: 메모리
250: 연산기
210: pixel array
220: delta sigma circuit
230: converter
240: memory
250: operator

Claims (23)

객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이(Pixel array)의 제1 번째 로우 라인(Row line)에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출하고, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 델타 시그마 동작을 산출하는 델타 시그마 회로;
상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하는 메모리; 및
상기 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제1 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는 연산기를 포함하고,
상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행하고, 상기 픽셀 어레이의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The delta value of the first angle corresponding to the first row line of the pixel array for measuring the distance of the object is calculated through a delta sigma operation, and the second row line is A delta sigma circuit for calculating a delta sigma operation from a delta value of a corresponding third angle;
A memory for storing a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line; And
Calculating distance information corresponding to the first row line using the stored delta value of a first angle corresponding to the stored first row line and the calculated delta value of a third angle corresponding to the second row line Includes an operator,
The delta sigma circuit performs a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in a first row line of the pixel array, A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure that performs a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by a modulation pulse in a second row line.
제1항에 있어서,
상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환하는 변환기를 더 포함하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 1,
Virtual 4, further comprising a converter for converting a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line and a delta value of a third angle corresponding to the calculated second row line into a digital code A distance measuring device with a tapped pixel structure.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 픽셀 어레이는,
상기 제1 번째 로우 라인과 상기 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가지는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 1,
The pixel array,
A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure having a structure in which the first row line and the second row line are alternately repeated.
제1항에 있어서,
상기 메모리는,
상기 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하고, 상기 저장된 제1 각도의 델타값이 상기 연산기에서 연산된 후, 상기 픽셀 어레이의 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 저장하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 1,
The memory,
A delta value of a first angle corresponding to a first row line of the pixel array is stored, and after the stored delta value of the first angle is calculated by the operator, a delta value corresponding to a second row line of the pixel array is stored. A distance measuring device having a virtual 4-tap pixel structure that stores a delta value of a third angle.
제1항에 있어서,
상기 연산기는,
상기 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 사용하여 제2 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 1,
The operator,
Calculating distance information corresponding to the second row line using a delta value of a third angle corresponding to the stored second row line and a delta value of a first angle corresponding to the third row line A distance measuring device with a 4-tap pixel structure.
객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이(Pixel array)의 제1 번째 로우 라인(Row line)에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 델타 시그마(Delta sigma) 동작을 통해 산출하고, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 델타 시그마 동작을 산출하는 델타 시그마 회로;
상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하는 메모리; 및
상기 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제1 및 제2 번째 로우 라인이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는 연산기를 포함하고,
상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행하고, 상기 픽셀 어레이의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The delta value of the first angle corresponding to the first row line of the pixel array for measuring the distance of the object is calculated through a delta sigma operation, and the second row line is A delta sigma circuit for calculating a delta sigma operation from a delta value of a corresponding third angle;
A memory for storing a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line; And
The first and second row lines are merged using a delta value of a first angle corresponding to the stored first row line and a delta value of a third angle corresponding to the calculated second row line. Including a calculator that calculates the corresponding distance information,
The delta sigma circuit performs a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in a first row line of the pixel array, A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure that performs a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by a modulation pulse in a second row line.
제8항에 있어서,
상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환하는 변환기를 더 포함하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 8,
Virtual 4, further comprising a converter for converting a delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line and a delta value of a third angle corresponding to the calculated second row line into a digital code A distance measuring device with a tapped pixel structure.
삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 픽셀 어레이는,
상기 제1 번째 로우 라인과 상기 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가지는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 8,
The pixel array,
A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure having a structure in which the first row line and the second row line are alternately repeated.
제8항에 있어서,
상기 연산기는,
상기 제1 및 제2 번째 로우 라인이 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산한 후, 2개의 로우 라인씩 병합된 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 8,
The operator,
A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure that calculates distance information corresponding to a line in which the first and second row lines are merged, and then calculates distance information corresponding to the merged line by two row lines. .
객체의 거리 측정을 위한 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 산출하고, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 산출하고, 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 산출하는 델타 시그마 회로;
상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값, 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값 및 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 저장하는 메모리;
상기 저장된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 보간하여 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 복원하고, 상기 복원된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값과 상기 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 사용하여 제2 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는 연산기를 포함하고,
상기 델타 시그마 회로는, 상기 픽셀 어레이의 제1 번째 로우 라인에서 변조 펄스(Modulation pulse)에 의해 생성된 제1 및 제2 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행하고, 상기 픽셀 어레이의 제2 번째 로우 라인에서 변조 펄스에 의해 생성된 제3 및 제4 각도에서의 전압 값을 사용하여 델타 시그마 동작을 수행하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
A delta value of a first angle corresponding to a first row line of a pixel array for measuring an object distance is calculated, a delta value of a third angle corresponding to a second row line is calculated, and a third row line A delta sigma circuit that calculates a delta value of a first angle corresponding to;
To store the calculated delta value of the first angle corresponding to the first row line, the delta value of the third angle corresponding to the second row line, and the delta value of the first angle corresponding to the third row line Memory;
The delta value of the first angle corresponding to the second row line is restored by interpolating the stored delta value of the first angle corresponding to the first row line and the delta value of the first angle corresponding to the third row line. And, distance information corresponding to the second row line is obtained by using a delta value of a first angle corresponding to the restored second row line and a delta value of a third angle corresponding to the stored second row line. Includes an operator that operates,
The delta sigma circuit performs a delta sigma operation using voltage values at first and second angles generated by a modulation pulse in a first row line of the pixel array, A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure that performs a delta sigma operation using voltage values at third and fourth angles generated by a modulation pulse in a second row line.
제14항에 있어서,
상기 산출된 제1 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값, 상기 산출된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값 및 상기 산출된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 디지털 코드로 변환하는 변환기를 더 포함하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 14,
A delta value of a first angle corresponding to the calculated first row line, a delta value of a third angle corresponding to the calculated second row line, and a first angle corresponding to the calculated third row line The distance measuring device of a virtual 4-tap pixel structure further comprising a converter for converting the delta value of to a digital code.
삭제delete 삭제delete 제14항에 있어서,
상기 픽셀 어레이는,
상기 제1 번째 로우 라인과 상기 제2 번째 로우 라인이 교대로 반복되는 구조를 가지는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 14,
The pixel array,
A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure having a structure in which the first row line and the second row line are alternately repeated.
제14항에 있어서,
상기 델타 시그마 회로는, 제4 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 산출하고,
상기 연산기는, 상기 저장된 제2 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 상기 산출된 제4 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 보간하여 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값을 복원하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 14,
The delta sigma circuit calculates a delta value of a third angle corresponding to a fourth row line,
The operator interpolates a delta value of a third angle corresponding to the stored second row line and a delta value of a third angle corresponding to the calculated fourth row line, A distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure that restores delta values of 3 angles.
제14항에 있어서,
상기 연산기는,
상기 복원된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제3 각도의 델타 값과 상기 저장된 제3 번째 로우 라인에 대응하는 제1 각도의 델타 값을 사용하여 제3 번째 로우 라인에 대응하는 거리 정보를 연산하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 14,
The operator,
Calculating distance information corresponding to a third row line using a delta value of a third angle corresponding to the restored third row line and a delta value of a first angle corresponding to the stored third row line , A distance measuring device with a virtual 4-tap pixel structure.
제14항에 있어서,
프레임마다 동일한 로우 라인에 서로 다른 위상을 번갈아 출력하는 얼터네이트 위상 동작(Alternate phase operation)을 수행하는 얼터네이트 위상 드라이버(Alternate phase driver)를 더 포함하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 14,
A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure, further comprising an alternate phase driver performing an alternate phase operation for alternately outputting different phases to the same row line for each frame.
제21항에 있어서,
상기 연산기는,
픽셀 데이터 차이를 기설정된 임계치와 비교하여 모션 발생을 검출하고, 상기 모션이 발생된 부분에는 1개의 프레임으로 계산한 거리를 사용하고 상기 모션이 발생되지 않은 부분에는 2개의 프레임으로 계산한 거리를 사용하는 하이브리드 거리 이미징(Hybrid depth imaging) 동작을 수행하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 21,
The operator,
The difference in pixel data is compared with a preset threshold to detect the occurrence of motion, and the distance calculated by one frame is used for the part where the motion occurs, and the distance calculated as two frames is used for the part where the motion does not occur. A distance measuring apparatus having a virtual 4-tap pixel structure that performs a hybrid depth imaging operation.
제21항에 있어서,
상기 연산기는,
인접한 로우 라인에서 특정 각도의 델타값 간의 차이들을 더하여 에지 정도(weight of edge)들을 계산하고, 상기 에지 정도들로부터 계산된 에지 계수들을 사용하여 에지가 발생된 부분을 보간하는, 가상의 4탭 픽셀 구조의 거리 측정 장치.
The method of claim 21,
The operator,
A virtual 4-tap pixel that calculates the weight of edges by adding the differences between the delta values of a specific angle in the adjacent row line, and interpolates the portion where the edge is generated using the edge coefficients calculated from the edge degrees. The device for measuring the distance of the structure.
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