KR102672594B1 - 이미지 센서 및 이를 포함한 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따른 이미지 센서는, 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소를 포함할 수 있다. 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다. 상기 제2 군의 화소의 제2 단위 화소 또는 상기 제3 군의 화소의 제3 단위 화소는 복수의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 군의 화소의 제1 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

이미지 센서 및 이를 포함한 전자 장치{IMAGE SENSOR AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THEREOF}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 이미지 센서 및 이미지 센서를 탑재한 전자 장치에 관한 것이다.
정보 기술(IT)의 고도화에 수반하여, 카메라는 전통적인 필름 카메라에서 디지털 카메라로 진화하였다. 상기 디지털 카메라는 빛을 전기적 영상 신호로 전환한 후 이를 디지털 데이터(이미지 데이터)로서 저장할 수 있다.
상기 이미지 데이터를 생성하기 위해 전자 장치는 이미지 센서를 구비할 수 있다. 상기 이미지 센서는 광전 변환 소자가 각각 구비된 수백만 내지 수천만개의 단위 화소(unit pixels)를 포함할 수 있다. 상기 광전 변환 소자에서는 광전 효과에 따라서 전하의 이동, 즉 전류가 발생한다. 상기 전류가 디지털 신호로 변환됨으로써 상기 이미지 데이터가 생성될 수 있다.
최근에는 전자 장치에 탑재되는 카메라 모듈의 소형화 및 고화소화 경향에 따라서, 상기와 같은 이미지 센서의 단위 화소의 크기는 매우 미세하게 작아지고 있다.
상기와 같은 이미지 데이터, 특히 컬러 이미지를 획득하기 위하여, 각 단위 화소에는 광학적 컬러 필터가 삽입될 수 있다. 대표적으로 상기 광학적 컬러 필터는 RGB(red, green, blue)의 원색계 필터를 삽입한 Bayer 패턴으로 배열될 수 있다.
실시 예에 따라서 상기 각각의 단위 화소에는, 광전 변환 소자가 2 이상 포함될 수 있다. 예컨대, 정방형(square) 형상을 가진 단위 화소는 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 2개의 광전 변환 소자 각각의 수광 영역은 직사각형의 형상을 가지게 되고, 단위 화소의 일 변 길이(pitch)가 1.4μm 이하로 줄어드는 경우 각 광전 변환 소자의 수광 영역은, 0.7μm * 1.4μm 이하의 면적을 가지게 된다.
그런데, Bayer 패턴에 따라서 적색 컬러 필터가 구비된 단위 화소에 있어서, 700nm 전후의 파장을 가지는 적색광이 0.7μm 이하의 길이를 가진 상기 단위 화소의 단변 방향으로 편광되어 있는 경우, 최종 결과로서의 이미지의 적색광 감도는 현저히 저하될 수 있다.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 각 화소 내에 포함되는 광전 변환 소자의 개수 및 상기 광전 변환 소자의 배치 구조를 다양한 방식으로 설계함으로써, 화소 크기가 작아지더라도 적색광 감도 저하를 방지할 수 있는 이미지 센서, 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따른 이미지 센서는, 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소를 포함할 수 있다. 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다. 상기 제2 군의 화소의 제2 단위 화소 또는 상기 제3 군의 화소의 제3 단위 화소는 복수의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 군의 화소의 제1 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따른 이미지 센서는, 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소를 포함할 수 있다. 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다. 상기 제1 군의 화소의 제1 단위 화소는 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 단위 화소에 포함된 상기 2개의 광전 변환 소자는 상기 제1 단위 화소를 대각 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 외부로부터 입사하는 빛을 집광하는 렌즈, 상기 빛에 기반하여 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서, 및 상기 이미지 신호를 처리하는 이미지 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서는, 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소, 상기 제1 파장 범위보다 짧은 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소, 및 상기 제2 파장 범위보다 짧은 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소를 포함할 수 있다. 상기 제2 군의 화소 중 일부 화소들은 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제2 군의 화소 중 다른 일부 화소들은 각각 1개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 상기 이미지 프로세서는, 상기 제2 군의 화소 중 상기 일부 화소들로부터 획득된 이미지 신호와, 상기 제2 군의 화소 중 상기 다른 일부 화소들로부터 획득된 이미지 신호 간의 특성 편차를 보정할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 매우 미세한 크기의 화소를 탑재한 이미지 센서에서도 적색광의 감도 저하를 방지 할 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치를 나타낸다.
도 2는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 구성을 나타낸다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 7a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 7b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 보정 회로를 나타낸다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 11a 및 도 11b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 12a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 12b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 13a 및 도 13b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치를 나타낸다.
도 15는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도를 나타낸다.
도 16은 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈의 블록도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (16) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC (desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면 웨어러블 장치는 엑세서리 형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체 형(예: 전자 의복), 신체 부착 형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식 형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD 플레이어(Digital Video Disk player), 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(Global Navigation Satellite System)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치 (예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 카메라 모듈(100), 프로세서(150), 메모리(160), 및 디스플레이(170)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(1)는 일부 구성을 생략하여 구현되거나 또는 도시되지 않은 구성을 더 포함하여 구현될 수도 있다.
카메라 모듈(100)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 예를 들면, 상기 카메라 모듈(100)은 이미징 모듈(imaging module)(110), A/D 컨버터(analog to digital converter)(120), 이미지 프로세서(130), 및 플래시(flash)(140)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미징 모듈(110)은 상기 카메라 모듈(100)의 광학계(光學系; optical system)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이미징 모듈(110)은 렌즈(111), 조리개(diaphragm)(112), 1/4 파장판(quarter wave plate 또는quarter wave retarder)(113), 적외선 차단 필터(infra-red cut filter)(114), 이미지 센서(115), 및 OIS(optical image stabilization) 구동 모듈(116)을 포함할 수 있다.
렌즈(111)는 외부로부터 입사(入射)하는 빛을 집광할 수 있다. 상기 집광된 빛은 조리개(112)를 통해 다양한 필터(113, 114)를 거쳐 이미지 센서(115)에 도달할 수 있다. 예를 들면, 상기 렌즈(111)에 의하여 피사체의 광학상(光學像; optical image)는 이미지 센서의 촬상면에 결상할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 렌즈(111)는 피사체에 대한 초점을 맞추기 위하여 지정된 액추에이터에 의해 전후로(back and forth) 구동될 수도 있다.
조리개(112)는, 이미지 센서(115)에 도달(혹은 입사)하는 빛의 양(광량)을 조절할 수 있다. 일반적으로 조리개값이 클수록 이미지 센서(115)에 도달하는 빛의 양이 감소하고, 조리개값이 작을수록 이미지 센서(115)에 도달하는 빛의 양이 증가할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 상기 조리개(112)의 조리개값은 고정되어 있을 수도 있다.
1/4 파장판(113)은 렌즈(111)에서 집광되고 조리개(112)를 통과한 빛을 원 편광(circular polarization)으로 변환할 수 있다. 예컨대, 상기 빛(예: 반사광)이 직선 편광(linear polarization)을 가지는 경우 해당 빛을 원 편광으로 변환할 수 있다. 1/4 파장판(113)을 삽입하여 입사광을 직선 편광에서 원 편광으로 변환하면, 피사체에서의 반사 방식에 좌우되지 아니하고 안정된 감도를 확보할 수 있다.
적외선 차단 필터(114)는 외부로부터 입사되는 빛 중 적어도 일부의 적외선을 차단할 수 있다. 상기 적외선 차단 필터(114)에 의하여 이미지 센서에서의 분광(分光) 영역은 가시광선 영역으로 맞추어질 수 있다. 예컨대, 상기 적외선 차단 필터(114)는 광량이 충분한 주간에 과다노출 이 일어나지 않도록 할 수 있다. 한편, 일부 실시 예에 따르면 상기 적외선 차단 필터(212)는 야간에 배제될 수도 있다.
이미지 센서(115)는 다수의 단위 화소가 2차원적으로 배열된 화소 배열(pixel array)을 포함할 수 있다. 상기 화소 배열에는, 수백-수천만개의 단위 화소가 포함될 수 있다. 상기 이미지 센서(115)는, 예를 들어, 전하결합소자(CCD: charge-coupled device)) 또는 상보성 금속산화막 반도체(CMOS: complementary metal-oxide-semiconductor)를 이용하여 구현될 수 있다. 상기 이미지 센서(115)는 수광된 빛에 응답하여, 최종 이미지 데이터의 기초가 되는 전기적 신호(예: 전하의 이동, 전류)를 생성할 수 있다. 상기 이미지 센서(113)의 구성에 관하여는 도 2에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
OIS 구동 모듈(116)은 렌즈(111) 또는 이미지 센서(115)의 배치(position)를 동적으로(dynamically) 조절할 수 있다. 상기 OIS 구동 모듈(116)은 일반적으로 전자 장치(101)를 파지한 사용자의 손의 떨림을 상쇄할 수 있는 방향으로 렌즈(111) 또는 이미지 센서(115)의 배치를 미세하게 조절할 수 있다. 이를 통해, 손의 떨림에 의해 발생할 수 있는 이미지의 흔들림을 보정할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 OIS 구동 모듈(116)은 전자 장치(101)의 제조사에 따라서, VR(vibration reduction) 모듈, IS(image stabilizer), OS(optical stabilizer), AS(anti-shake) 모듈, Steady Shot 모듈 등으로 참조될 수 있다.
A/D 컨버터(120)는 이미지 센서(115)에서 생성된 전기적 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
이미지 프로세서(130)는 A/D 컨버터(120)로부터 수신된 디지털 신호에 대응되는 원시 이미지 데이터(raw image data)를 지정된 방식으로 처리할 수 있다. 예컨대, 상기 이미지 프로세서(130)는 상기 원시 이미지 데이터를 화소 별로(pixel-by-pixel) 또는 분할 영역 별로(patch-by-patch) 처리할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(130)는 프로세서(150)의 일부 구성으로서 상기 프로세서(150)에 포함될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 프로세서(130)는 ISP(image signal processor)(132) 및 상기 ISP(132)의 동작을 제어하는 컨트롤러(134)를 포함할 수 있다.
ISP(132)는 복수의 이미지 프로세싱 블록(이하, IP 블록으로 참조)를 포함할 수 있다. ISP(132)는 상기 컨트롤러(134)의 제어 하에 상기 복수의 IP 블록을 통해 이미지 데이터를 보정(correction)할 수 있다. 예를 들면, 상기 IP 블록은, 이에 제한되지 않으나, 색상 보간(color interpolation)을 위한 IP 블록, 렌즈 음영 보정(lens shading correction)을 위한 IP 블록, 자동 화이트 밸런스(auto white balance)를 위한 IP 블록, 색 수차 보정(lateral chromatic aberration correction)을 위한 IP 블록, 광학 역 보정(optical inverse correction)을 위한 IP 블록, 노이즈 제거(noise reduction)를 위한 IP 블록, 에지 강화(edge enhancement)를 위한 IP 블록, 감마 보정(gamma correction)을 위한 IP 블록, 또는 아웃 오브 포커스(out of focusing 또는 blurring)을 위한 IP 블록 등 다양한 IP 블록을 포함할 수 있다. 상기 복수의 IP 블록은 이미지 프로세싱 필터, 이미지 프로세싱 모듈 등으로 참조될 수도 있다.
플래시(140)는 LED(light-emitting diode) 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 상기 플래시(140)는 피사체에서 반사되거나 또는 상기 피사체에서 발생한 빛의 광량이 충분하지 않은 경우, 자동 또는 수동으로 동작할 수 있다.
프로세서(150)는, 전자 장치(101)에 포함된 구성요소들과 전기적으로 연결되어, 전자 장치(101)에 포함된 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(160)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(160)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리(160)는 이미지 프로세서(130)에서 처리된 최종 결과물로서의 이미지 데이터 파일을 저장할 수 있다.
디스플레이(170)는, 예를 들면, LCD(liquid crystal display), LED 디스플레이, OLED(organic LED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems, MEMS) 디스플레이, 또는 전자 종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(170)는, 예를 들면, 카메라 모듈(100)로부터 실시간으로 수신되는 이미지 데이터(이른바, live view), 정지 이미지, 동영상 등을 표시할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 구성을 나타낸다.
도 2를 참조하면 이미지 센서(201)는 복수(예: 수백만-수천만개)의 단위 화소들의 배열을 포함할 수 있다. 상기 복수의 화소들은, 예를 들어, x축 방향(수평 방향)으로 수백-수천개의 단위 화소가 배치될 수 있고, 마찬가지로 y축 방향(수직 방향)으로도 수백-수천개의 단위 화소가 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 이미지 센서(201)는 도 1에 도시된 이미지 센서(115)에 해당할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 단위 화소(210)는, 마이크로 렌즈(211), 각종 막(膜) 또는 필터(212-214), 제1 광전 변환 소자(215L), 및 제2 광전 변환 소자(215R)를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 다양한 실시 예에 따르면, 상기 단위 화소(210)는 상기 광전 변환 소자(215L, 215R)와 이미지 프로세서를 전기적으로 연결하는 각종 도체 패턴 등 기타 구성을 추가로 포함할 수도 있다. 상기 단위 화소(210)는 z축에서 조망하였을 때 일변의 길이가 p (약 1μm 내외)인 정방형(square) 형상을 가질 수 있다.
마이크로 렌즈(211)는, 입사광이 제1 광전 변환 소자(215L) 및 제2 광전 변환 소자(215R) 위에 도달하도록 상기 입사광을 집광할 수 있다. 상기 입사광은 상기 마이크로 렌즈(211)에 의해 굴절됨으로써, 제1 광전 변환 소자(215L) 및 제2 광전 변환 소자(215R) 위에 집광 스폿(광학 스폿(optical spot)으로도 참조될 수 있음)을 형성할 수 있다.
컬러 필터(212)는 마이크로 렌즈(211) 밑에 배치되어, 지정된 색상을 가진 빛, 즉, 지정된 파장 범위를 가진 빛을 통과시킬 수 있다. 예컨대, 상기 컬러 필터(213)는 원색계 필터(예: R, G, B) 또는 보색계 필터(예: Mg, Ye, G, Cy)에 해당할 수 있다.
반사 방지막(213)은 마이크로 렌즈(211)를 통해 입사된 빛이 반사되는 것을 방지함으로써 제1 광전 변환 소자(215L) 및 제2 광전 변환 소자(215R)에 도달되는 광량을 증가시킬 수 있다.
마스크(214)는 마이크로 렌즈(211), 컬러 필터(212), 반사 방지막(213)을 통과한 빛을 차단할 수 있다. 상기 마스크(214)는 단위 화소(210)의 일부분의 영역을 점할 수 있다. 또한, 상기 마스크(214)는 이미지 센서(201)에 포함된 다수의 단위 화소 중 일부에만 구비될 수 있다. 즉, 대부분의 단위 화소에 있어서, 상기 마스크(214)는 생략될 수 있다.
제1 광전 변환 소자(215L) 및 제2 광전 변환 소자(215R)는, 예컨대, 반도체 기판 상에 형성되는 포토 다이오드(photo diode)에 해당할 수 있다. 상기 제1 광전 변환 소자(215L) 및 상기 제2 광전 변환 소자(215R)는, 광전 효과에 의해, 입사광에 응답하여 전기적 신호를 각각 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광전 변환 소자(215L) 및 상기 제2 광전 변환 소자(215R)는 수광된 빛의 세기(혹은 광량)에 따른 전하 (또는 전류)를 생성할 수 있다. 상기 전하의 전하량(또는 전류)에 기반하여 출력값이 결정될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 광전 변환 소자(215L, 215R)들은 "촬상 소자"로도 참조될 수도 있다.
도 2의 단위 화소(210)에는 2개의 광전 변환 소자들(215L, 215R)만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 단위 화소(210)에는 단일의 광전 변환 소자가 포함되거나, 또는 3 이상의 광전 변환 소자들이 포함될 수도 있다. 이때 2 이상의 광전 변환 소자가 배치된 화소는 "멀티 픽셀(multi-pixel)"로 참조될 수 있으며, 2개의 광전 변환 소자가 배치된 화소는 "듀얼 픽셀(dual pixel)"로 참조될 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 3a에 도시된 이미지 센서(1601)를 참조하면, 상기 이미지 센서(1601)는 제1 파장 범위(a first wavelength range)의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 단위 화소 311R, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 단위 화소 311B를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다(즉, 제1 파장 범위 > 제2 파장 범위 >제3 파장 범위).
상기 단위 화소들 311R, 311Gr, 311Gb, 311B은 상기 이미지 센서(1601)에서 2차원적으로 반복적으로 나열(arrange)될 수 있다. 따라서, 본 문서에 있어서, 상기 제1 단위 화소 311R의 집합은 제1 군의 화소(a first group of pixels)로 지칭하기로 한다. 마찬가지로, 상기 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb의 집합은 제2 군의 화소로 지칭하며, 상기 제3 단위 화소 311B의 집합은 제3 군의 화소라 지칭하기로 한다.
일 예를 들어, 상기 이미지 센서(1601)의 각 군(group)의 화소들은 Bayer 패턴으로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 제1 파장 범위는 적색광(light)에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제2 파장 범위는 녹색광(green light)에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제3 파장 범위는 청색광(blue light)에 대응하는 파장 범위를 가질 수 있다. 아울러, 녹색광에 대응하는 제2 파장 범위가 할당된 제2 군의 화소의 수는, 이미지 센서(1601)과 같이, 제1 군의 화소의 수, 또는 제3 군의 화소의 수보다 2배 많을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서(1601)에 있어서 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb 및 제3 단위 화소 311B는 복수의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb 및 제3 단위 화소 311B에서는 광전 변환 소자의 광학적 위치 관계로부터 출사동(exit pupil)이 분할될 수 있다. 도 3a에 도시된 이미지 센서(1601)에서는 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb 및 제3 단위 화소 311B는 2개의 광전 변환 소자를 포함하도록 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb 및 제3 단위 화소 311B에는 3 이상의 광전 변환 소자가 포함될 수도 있다.
상기 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb 및 제3 단위 화소 311B에 있어서, 복수의 광전 변환 소자의 수광 면적은 동일할 수 있다. 예컨대, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb 및 제3 단위 화소 311B에서, 2개의 광전 변환 소자의 수광 영역은 직사각형 형상을 가질 수 있고, 각 수광 영역은 동일한 면적을 가질 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서(1601)에 있어서, 제1 단위 화소 311R은 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 상기 제1 단위 화소 311R은 일 변의 길이가 약 1μm이고, 단일의 광전 변환 소자를 포함하므로, 700nm 전후의 파장을 가진 적색광의 편광 방향과는 무관하게 상기 적색광을 감도 높게 수광할 수 있다.
한편, 도 3a에 도시된 이미지 센서(1602)를 참조하면, 상기 이미지 센서(1602)는 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 단위 화소 312R, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 단위 화소 312Gr, 312Gb, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 단위 화소 312B를 포함할 수 있다.
상기 제1 단위 화소 312R, 제2 단위 화소 312Gr, 312Gb, 및 제3 단위 화소 312B는 앞서 설명한 이미지 센서(1601)에 포함된 제1 단위 화소 311R, 제2 단위 화소 311Gr, 311Gb, 및 제3 단위 화소 311B에 각각 대응되므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 단위 화소 312R가 속한 제1 군의 화소 중 일부 화소들은, 상기 제1 컬러 필터를 통과한 빛을 일부 차단하는 마스크(mask)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 단위 화소 312R의 수광 영역은 상기 마스크에 의해 일부 제한될 수 있다. 또한, 상기 제1 단위 화소 312R의 수광 영역(즉, 광전 변환 소자가 점하는 영역)은 상기 제1 단위 화소 312R의 마이크로 렌즈의 중심에 비교하여 편심(eccentrically)하게 배치되며, 이로 인해 출사동이 부분적으로 제한될 수 있다.
도 3a의 이미지 센서(1602)에 있어서, 상기 제1 단위 화소 312R가 속한 제1 군의 화소들은 모두 상기 마스크를 포함하고 있으나, 다양한 실시 예에 따르면, 이미지 센서(1602)의 대다수의 제1 군의 화소들은 상기 마스크를 포함하지 않을 수 있다. 제1 군의 화소들 중 상기 마스크가 구비된 단위 화소(예: 제1 단위 화소(1612R))는, 예를 들어, 광학상의 초점을 맞추기 위한 위상차 검출에 이용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 3a에 도시된 이미지 센서(1601, 302)의 화소 배열은 Bayer 패턴에 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 이미지 센서(1601, 302)는 CYYM 패턴을 가질 수도 있다. 상기 CYYM 패턴의 경우, 상기 제1 단위 화소의 제1 컬러 필터가 통과시키는 빛은 마젠타광(magenta light)에 대응할 수 있고, 상기 제2 단위 화소의 제2 컬러 필터가 통과시키는 빛은 황색광(yellow light)에 대응할 수 있으며, 상기 제3 단위 화소의 제3 컬러 필터가 통과시키는 빛은 청록색광(cyan light)에 대응할 수 있다. 즉, 상기 제1 컬러 필터는 제1 파장 범위(R)의 적어도 일부 및 제3 파장 범위(B)의 빛 중 적어도 일부를 통과시킬 수 있고, 상기 제2 컬러 필터는 제1 파장 범위(R)의 빛 중 적어도 일부 및 제2 파장 범위(G)의 빛 중 적어도 일부를 통과시킬 수 있으며, 상기 제3 컬러 필터는 제2 파장 범위(G)의 빛 중 적어도 일부 및 제3 파장 범위(B)의 빛 중 적어도 일부를 통과시킬 수 있다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 3b는, 예를 들어, 도 3a에 도시된 이미지 센서(1601, 302)에 포함된 화소 배열들의 회로 구성을 나타낸다. 일 실시 예에 따르면, 제2 단위 화소 311Gr, 312Gr, 제2 단위 화소 311Gb, 312Gb, 및 제3 단위 화소 311B, 312B는 각각 2개의 광전 변환 소자(예: 포토 다이오드)를 포함할 수 있다. 다만, 제1 단위 화소 311R, 312R은 1개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 각 화소 간에는 수평 방향으로 RST 라인, TGL 라인, TGR 라인, 및 SEL 라인과 같은 제어 라인을 공유하고, 수직 방향으로는 COLUMN 출력 라인을 공유할 수 있다.
예를 들면, 제2 단위 화소 311Gr, 312Gr에 있어서, 2개의 포토 다이오드 PD1L, PD1R는 각각 2개의 트랜지스터 TR1L, TR1R의 소스(source) 단자에 각각 연결될 수 있다. 트랜지스터 TR1L, TR1R의 게이트(gate) 단자는 각각 TG1L 라인 및 TG1R 라인에 각각 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR1L의 드레인(drain) 단자는 TR1R의 드레인 단자와 연결되고, 상기 트랜지스터 TR1L의 드레인 단자와 TR1R의 드레인 단자가 연결된 노드는 트랜지스터 R1의 드레인 단자 및 트랜지스터 A1의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R1의 게이트 단자는 RST1 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A1의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL1의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL1의 게이트 단자는 SEL 1 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 1 라인에 연결될 수 있다.
제2 단위 화소 311Gb, 312Gb, 및 제3 단위 화소 311B, 312B는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전술한 제2 단위 화소 311Gr, 312Gr와 유사한 구성 및 연결 관계를 가질 수 있다.
다만, 단일의 포토 다이오드 PD2R를 구비한 제1 단위 화소 311R, 312R에 있어서, 상기 포토 다이오드 PD2R은 트랜지스터 TR2R의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR2R의 게이트 단자는 TG1R 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 R2의 드레인 단자 및 트랜지스터 A2의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R2의 게이트 단자는 RST1 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A2의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL2의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL2의 게이트 단자는 SEL 1 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 2 라인에 연결될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도(timing diagram)이다.
도 4a는 예컨대, 도 3b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 4a에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 별개로 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 4a에서는 도 3b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R가 초기화되고, t3에서 포토 다이오드 PD1L이 초기화될 수 있다. 이후, t9에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R로부터의 신호를 출력하고, t14에서 포토 다이오드 PD1L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 각 화소 출력에 대해 다음 단계에서 노이즈 제거를 위한 CDS(correlated double sampling) 동작을 실시하기 위해, 신호 출력에 앞서서 t6 및 t11에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1L의 신호 출력이 종료되면, t18에서 포토 다이오드 PD3R, PD4R로부터의 신호를 출력하고, t22에서 포토 다이오드 PD3L, PD4L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD3L, PD4L에 대하여도 t5 및 t10에 미리 포토 다이오드를 초기화하고, t16 및 t20에 CDS 처리를 위한 리셋 레벨의 출력을 실시할 수 있다. 이때 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 노출 시간은 t2부터 t10까지의 시간이 되며, PD1L의 노출 시간은 t4부터 t15까지가 될 수 있다.
도 4b는 예컨대, 도 3b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 4b에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 동시에 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 4b에서는 도 3b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R이 동시에 초기화되고, t7에서 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R의 신호를 동시에 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L의 전하(電荷)는 동시에 출력되므로, 해당 출력 시점에서 전하의 가산(加算)이 이루어질 수 있다. 각 화소 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 실시하기 위해, 신호 출력에 앞서서 t4에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R로부터의 신호 출력이 종료되면, t11에서 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R, PD4L의 신호 출력이 이루어진다. 이 경우에도 동시 출력에 의한 포토 다이오드 PD3R과 PD3L의 전하 가산, 및 포토 다이오드 PD4R과 PD4L의 전하 가산이 이루어진다. 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R, PD4L에 대하여도 t3에 미리 포토 다이오드를 초기화하고, t9에 CDS 처리를 위해 리셋 레벨의 출력을 실시할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R의 노출 시간은 t2부터 t8까지의 시간이며, 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R, PD4L의 노출 시간은 t5부터 t12까지가 된다. 좌우의 포토 다이오드의 전하를 동시에 출력하므로 노출 시간에 편차는 발생하지 않을 수 있다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 5a에 도시된 이미지 센서(501)를 참조하면, 상기 이미지 센서(501)는 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 단위 화소 510R, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 단위 화소 510Gr, 510Gb, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 단위 화소 510B를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다(즉, 제1 파장 범위 > 제2 파장 범위 >제3 파장 범위).
상기 제1 단위 화소 510R이 속한 제1 군의 화소, 제2 단위 화소 510Gr, 510Gb가 속한 제2 군의 화소, 및 제3 단위 화소 510B 가 속한 제3 군의 화소는 Bayer 패턴으로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 제1 파장 범위는 적색광에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제2 파장 범위는 녹색광에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제3 파장 범위는 청색광에 대응하는 파장 범위를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서(501)에 있어서 제2 군의 화소 중 일부 화소들은 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제2 군의 화소 중 다른 일부 화소들은 각각 1개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 군의 화소에 속한 제2 단위 화소 510Gr은 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있고, 상기 제2 군의 화소에 속한 제2 단위 화소 510Gb는 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 또한, 제1 단위 화소 510R은 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있고, 제3 단위 화소 510B는 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 2개의 광전 변환 소자를 포함하는 상기 제2 단위 화소 510Gb 및 상기 제3 단위 화소 510B에서는, 광전 변환 소자의 광학적 위치 관계로부터 출사동이 분할될 수 있다.
상기 이미지 센서(501)에 있어서, 제1 단위 화소 510R 및 제2 단위 화소 510Gr은 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 이들 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함하므로, 할당된 색상의 빛을 더욱 감도 높게 수광할 수 있다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 5b는, 예를 들어, 도 5a에 도시된 이미지 센서(501)에 포함된 화소 배열들의 회로 구성을 나타낸다. 일 실시 예에 따르면, 제2 단위 화소 510Gb, 및 제3 단위 화소 510B는 각각 2개의 광전 변환 소자(예: 포토 다이오드)를 포함할 수 있다. 한편, 제1 단위 화소 510R 및 제2 단위 화소 510Gr은 1개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 각 화소 간에는 수평 방향으로 RST 라인, TGL 라인, TGR 라인, 및 SEL 라인과 같은 제어 라인을 공유하고, 수직 방향으로는 COLUMN 출력 라인을 공유할 수 있다.
예를 들면, 제2 단위 화소 510Gr에 있어서, 1개의 포토 다이오드 PD1R은 트랜지스터 TR1R의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR1R의 게이트 단자는 TG1R 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 R1의 드레인 단자 및 트랜지스터 A1의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R1의 게이트 단자는 RST1 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A1의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL1의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL1의 게이트 단자는 SEL 1 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 1 라인에 연결될 수 있다.
단일의 포토 다이오드를 포함한 제1 단위 화소 510R은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 전술한 제2 단위 화소 510Gr와 유사한 구성 및 연결 관계를 가질 수 있다.
한편, 제2 단위 화소 510Gb에 있어서, 2개의 포토 다이오드 PD4L, PD4R는 각각 2개의 트랜지스터 TR4L, TR4R의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR4L, TR4R의 게이트 단자는 TG2L 라인 및 TG2R 라인에 각각 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR4L의 드레인 단자는 TR4R의 드레인 단자와 연결되고, 상기 트랜지스터 TR4L의 드레인 단자와 TR4R의 드레인 단자가 연결된 노드는 트랜지스터 R4의 드레인 단자 및 트랜지스터 A4의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R4의 게이트 단자는 RST2 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A4의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL4의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL4의 게이트 단자는 SEL 2 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 2 라인에 연결될 수 있다.
2개의 포토 다이오드를 포함한 제3 단위 화소 510B는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 전술한 제2 단위 화소 510Gb와 유사한 구성 및 연결 관계를 가질 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 6a는 예컨대, 도 5b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 6a에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 별개로 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 6a에서는 도 5b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R 및 PD2R는 초기화될 수 있다. 그 후, t9에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 신호를 출력한다. 각 포토 다이오드의 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 실시하기 위해, 신호 출력에 앞서서 t6 및 t11에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 신호 출력이 종료되면, t18에서 포토 다이오드 PD3R, PD4R의 신호를 출력하고, t22에서 포토 다이오드 PD3L, PD4L의 신호를 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD3R, PD4R에 대하여도 사전에 t5 및 t10에 미리 포토 다이오드를 초기화하고, t16 및 t20에서 CDS 처리를 위해 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 이때 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 노출 시간은 t2부터 t10까지의 시간이다.
도 6b는 예컨대, 도 5b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 6b에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 동시에 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 6b에서는 도 5b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R는 동시에 초기화되고, t7에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 신호를 동시에 출력할 수 있다. 각 화소 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 실시하기 위하여, 신호 출력에 앞서서 t4에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD2로부터의 신호 출력이 종료되면, t11에서 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R, PD4L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 이때 동시 출력에 의한 포토 다이오드 PD3R와 포토 다이오드 PD3L의 전하 가산, 및 포토 다이오드 PD4R와 포토 다이오드 PD4L의 전하 가산이 이루어진다. 이 경우도 사전에 t3에 포토 다이오드의 초기화를 실시하며, t9에서 CDS 처리를 위해 리셋 레벨을 출력한다. 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 노출 시간은 t2부터 t8까지의 시간이며, 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R, PD4L의 노출 시간은 t5부터 t12까지가 된다. 좌우의 포토 다이오드의 전하를 동시에 출력하므로 노출 시간에 편차는 발생하지 않을 수 있다.
도 7a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 7a에 도시된 이미지 센서(701)를 참조하면, 상기 이미지 센서(701)는 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 단위 화소 710R, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 단위 화소 710Gr, 710Gb, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 단위 화소 710B를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다(즉, 제1 파장 범위 > 제2 파장 범위 >제3 파장 범위).
상기 제1 단위 화소 710R이 속한 제1 군의 화소, 제2 단위 화소 710Gr, 710Gb가 속한 제2 군의 화소, 및 제3 단위 화소 710B 가 속한 제3 군의 화소는 Bayer 패턴으로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 제1 파장 범위는 적색광에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제2 파장 범위는 녹색광에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제3 파장 범위는 청색광에 대응하는 파장 범위를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서(701)에 있어서 제2 군의 화소 중 일부 화소들은 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제2 군의 화소 중 다른 일부 화소들은 각각 1개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 군의 화소에 속한 제2 단위 화소 710Gr은 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있고, 상기 제2 군의 화소에 속한 제2 단위 화소 710Gb는 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 또한, 제1 단위 화소 710R은 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있고, 제3 단위 화소 710B는 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 2개의 광전 변환 소자를 포함하는 상기 제2 단위 화소 710Gr 및 상기 제3 단위 화소 710B에서는, 광전 변환 소자의 광학적 위치 관계로부터 출사동이 분할될 수 있다.
상기 이미지 센서(701)에 있어서, 제1 단위 화소 710R 및 제2 단위 화소 710Gb는 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 이들 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함하므로, 할당된 색상의 빛을 더욱 감도 높게 수광할 수 있다.
도 7b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 7b는, 예를 들어, 도 7a에 도시된 이미지 센서(701)에 포함된 화소 배열들의 회로 구성을 나타낸다. 일 실시 예에 따르면, 제2 단위 화소 710Gr, 및 제3 단위 화소 710B는 각각 2개의 광전 변환 소자(예: 포토 다이오드)를 포함할 수 있다. 한편, 제1 단위 화소 710R 및 제2 단위 화소 710Gb는 1개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 각 화소 간에는 수평 방향으로 RST 라인, TGL 라인, TGR 라인, 및 SEL 라인과 같은 제어 라인을 공유하고, 수직 방향으로는 COLUMN 출력 라인을 공유할 수 있다.
예를 들면, 제2 단위 화소 710Gr에 있어서, 2개의 포토 다이오드 PD1L, PD1R는 각각 2개의 트랜지스터 TR1L, TR1R의 소스 단자에 연결될 수 있다. 트랜지스터 TR1L, TR1R의 게이트 단자는 각각 TG1L 라인 및 TG1R 라인에 각각 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR1L의 드레인 단자는 TR1R의 드레인 단자와 연결되고, 상기 트랜지스터 TR1L의 드레인 단자와 TR1R의 드레인 단자가 연결된 노드는 트랜지스터 R1의 드레인 단자 및 트랜지스터 A1의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R1의 게이트 단자는 RST1 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A1의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL1의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL1의 게이트 단자는 SEL 1 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 1 라인에 연결될 수 있다.
2개의 포토 다이오드를 포함한 제3 단위 화소 710B는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 전술한 제2 단위 화소 710Gb와 유사한 구성 및 연결 관계를 가질 수 있다.
한편, 제2 단위 화소 710Gb에 있어서, 1개의 포토 다이오드 PD4R은 트랜지스터 TR4R의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR4R의 게이트 단자는 TG2R 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 R4의 드레인 단자 및 트랜지스터 A4의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R4의 게이트 단자는 RST2 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A4의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL4의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL4의 게이트 단자는 SEL 2 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 2 라인에 연결될 수 있다.
단일의 포토 다이오드를 포함한 제1 단위 화소 710R은, 도 7b에 도시된 바와 같이, 전술한 제2 단위 화소 710Gb와 유사한 구성 및 연결 관계를 가질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 8a는 예컨대, 도 7b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 8a에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 별개로 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 8a에서는 도 7b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R는 초기화될 수 있다. t3에서 PD1L이 초기화될 수 있다. 이후, t9에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 신호를 출력하고, t14에서 포토 다이오드 PD1L의 신호를 출력할 수 있다. 각 화소 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 실시하기 위해, 신호 출력에 앞서서 t6 및 t11에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1L의 신호 출력이 종료된면, t18에서 포토 다이오드 PD3R, PD4R로부터의 신호를 출력하고, t22에서 PD3L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 이 경우도, t5 및 t10 타이밍에 미리 포토 다이오드를 초기화하고, t16 및 t20에 CDS 처리를 위한 리셋 레벨의 출력을 실시할 수 있다. 이때 PD1R, PD2R의 노출 시간은 t2부터 t10까지일 수 있다.
도 8b는 예컨대, 도 7b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 8b에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 동시에 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 8b에서는 도 7b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R은 동시에 초기화되고, t7에서 PD1R, PD1L, PD2R의 신호를 동시에 출력할 수 있다. 이때 포토 다이오드 PD1R와 PD1L의 전하는 동시에 출력되므로, 해당 출력 시점에서 전하의 가산이 이루어질 수 있다. 각 화소 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 실시하기 위해, 신호 출력에 앞서서 t4에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R로부터의 신호 출력이 종료되면, t11에서 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R로부터의 신호를 출력할 수 있다. 마찬가지로, 이때 동시 출력에 의한 포토 다이오드 PD3R와 PD3L의 전하 가산이 이루어질 수 있다. 이 경우에도 사전에 t3에서 포토 다이오드의 초기화를 실시하고, t9에서 CDS 처리를 위해 리셋 레벨의 출력을 실시할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R의 노출 시간은 t2부터 t8까지의 시간이며, 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R의 노출 시간은 t5부터 t12까지가 된다. 좌우의 포토 다이오드의 전하를 동시에 출력하므로 노출 시간에 편차는 발생하지 않을 수 있다.
전술한 도 5a에 의한 실시 예에 있어서, 제2 단위 화소 510Gr은 단일의 광전 변환 소자를 포함하고, 제2 단위 화소 510Gb는 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 유사하게, 도 7a에 의한 실시 예에 있어서, 제2 단위 화소 710Gr은 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 제2 단위 화소 710Gb는 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 따라서, 제2 단위 화소 510Gr 및 제2 단위 화소 510Gb 사이, 그리고 제2 단위 화소 710Gr 및 제2 단위 화소 710Gb 사이에는, 출력 신호에 특성 차이가 발생할 수 있다.
따라서, 감도(sensitivity)나 포화 레벨 등에 있어서 특성 차이가 발생하면, 이후 단계에 있어서 이미지 신호 처리에 있어서 노이즈가 발생할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 보정 회로를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 보정 회로(900)는, 제2 군의 화소 중 상기 일부 화소들(예: 도 5a의 510Gr, 도 7a의 710Gr)로부터 획득된 이미지 신호와, 상기 제2 군의 화소 중 다른 일부 화소들(예: 도 5a의 510Gb, 도 7a의 710Gb)로부터 획득된 이미지 신호 간의 특성 편차를 보정할 수 있다. 상기 보정 회로(900)는 예를 들면, 도 1에 도시된 이미지 프로세서(130)에 포함되거나, 또는 별도의 전용 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따른 보정회로(900)는 제2 군의 화소 중 상기 일부 화소들(예: 도 5a의 510Gr, 도 7a의 710Gr) 및 상기 제2 군의 화소 중 다른 일부 화소들(예: 도 5a의 510Gb, 도 7a의 710Gb)로부터 이미지 신호를 각각 수신하고, 이들 간에 페디스탈(pedestal) 보정(910), 블랙 레벨(black level) 보정(920), 감도(sensitivity) 보정(930), 포화 레벨(saturation level) 보정(940) 및 페디스탈 역 보정(950)을 수행할 수 있다.
예를 들면, 도 9에서 보정 회로(900)는 감도 보정(930)을 gain 보정으로, 블랙 레벨 보정(920)을 offset 보정으로, 포화 레벨 보정(940)을 high clip 보정으로 실시할 수 있다. 보정 회로(900)는 상기 각 보정(920-940)에서의 정확한 신호 처리를 위해 위해, 블랙 레벨 보정(920) 이전에 페디스탈 감산 처리를 실시하고(페디스탈 보정(910)), 포화 레벨 보정(940) 이후에 페디스탈 가산 처리(페디스탈 역 보정(950))를 실시할 수 있다.
상기 보정 회로(900)는 각 유형(컬러 필터의 유형 및 좌우 배치 유형)에 따른 포토 다이오드의 offset 데이터(925), gain 데이터(935), clip 데이터(945)에 기반하여 보정값를 변환할 수 있다. 이를 통해 제2 군의 화소에 있어서 Gr 단위 화소 및 Gb 단위 화소 사이의 특성 차이를 보정하고, 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 10a에 도시된 이미지 센서(1001)를 참조하면, 상기 이미지 센서(1001)는, 제1 컬러 필터가 구비된 제1 단위 화소 1011Mg, 제2 컬러 필터가 구비된 제2 단위 화소 1011Ye, 제3 컬러 필터가 구비된 제3 단위 화소 1011G, 제4 컬러 필터가 구비된 제4 단위 화소 1011Cy를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 컬러 필터는 제1 파장 범위(R)의 적어도 일부 및 제3 파장 범위(B)의 빛 중 적어도 일부를 통과시킬 수 있고, 상기 제2 컬러 필터는 제1 파장 범위(R)의 빛 중 적어도 일부 및 제2 파장 범위(G)의 빛 중 적어도 일부를 통과시킬 수 있고, 상기 제3 컬러 필터는 제2 파장 범위(G)의 빛을 통과시킬 수 있으며, 상기 제4 컬러 필터는 제2 파장 범위의 빛(G) 중 적어도 일부 및 제3 파장 범위(B)의 빛 중 적어도 일부를 통과시킬 수 있다. 이때, 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다(즉, 제1 파장 범위 > 제2 파장 범위 > 제3 파장 범위).
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 단위 화소 1011Mg가 속한 제1 군의 화소, 제2 단위 화소 1011Ye가 속한 제2 군의 화소, 제3 단위 화소 1011G, 및 제4 단위 화소 1011Cy가 속한 제4 군의 화소는 보색계 컬러 필터로 구현되는 CYGM 패턴으로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 제1 컬러 필터가 통과시키는 빛은 마젠타광(magenta light)에 대응할 수 있고, 상기 제2 컬러 필터가 통과 시키는 빛은 황색광(yellow light)에 대응할 수 있고, 상기 제3 컬러 필터가 통과시키는 빛은 녹색광(green light)에 대응할 수 있고, 상기 제4 컬러 필터가 통과시키는 빛은 청록색광(cyan light)에 대응할 수 있다. 아울러, 상기 제1 군의 화소의 수, 상기 제2 군의 화소의 수, 상기 제3 군의 화소의 수, 및 상기 제4 군의 화소의 수는 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서(1001)에 있어서 제1 군의 화소 및 제2 군의 화소는 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제3 군의 화소 및 제4 군의 화소는 각각 1개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 군의 화소에 속한 제1 단위 화소 1011Mg 및 제2 군의 화소에 속한 제2 단위 화소 1011Ye는 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 상기 제3 군의 화소에 속한 제3 단위 화소 1011G 및 제4 군의 화소에 속한 제4 단위 화소 1011Cy는 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 2개의 광전 변환 소자를 포함하는 상기 제3 단위 화소 1011G 및 상기 제4 단위 화소 1011Cy에서는, 광전 변환 소자의 광학적 위치 관계로부터 출사동이 분할될 수 있다.
상기 이미지 센서(1001)에 있어서, 제1 단위 화소 1011Mg 및 제2 단위 화소 1011Ye는 단일의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 이들 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함하므로, 할당된 색상의 빛을 더욱 감도 높게 수광할 수 있다.
한편, 도 10a에 도시된 이미지 센서(1002)를 참조하면, 상기 이미지 센서(1002)는 마젠타광을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 단위 화소 1012Mg, 황색광을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 단위 화소 1012Ye, 녹색광을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 단위 화소 1012G, 및 청록색광을 통과시키는 제4 컬러 필터가 구비된 제4 단위 화소 1012Cy를 포함할 수 있다.
상기 제1 단위 화소 1012Mg, 제2 단위 화소 1012Ye, 제3 단위 화소 1012G, 및 제4 단위 화소 1012Cy는 앞서 설명한 이미지 센서(1001)에 포함된 제1 단위 화소 1011Mg, 제2 단위 화소 1011Ye, 제3 단위 화소 1011G, 및 제4 단위 화소 1011Cy 에 각각 대응되므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 단위 화소 1012Mg가 속한 제1 군의 화소 중 일부 화소들은, 상기 제1 컬러 필터를 통과한 빛을 일부 차단하는 마스크를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 단위 화소 1012Ye가 속한 제2 군의 화소 중 일부 화소들은, 상기 제2 컬러 필터를 통과한 빛을 일부 차단하는 마스크를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 단위 화소 1012Mg 및/또는 상기 제2 단위 화소 1012Ye의 수광 영역은 상기 마스크에 의해 일부 제한될 수 있다. 또한, 상기 제1 단위 화소 1012Mg 및/또는 상기 제2 단위 화소 1012Ye의 수광 영역(즉, 광전 변환 소자가 점하는 영역)은 해당 화소에 포함된 마이크로 렌즈의 중심에 비교하여 편심하게 배치되며, 이로 인해 출사동이 부분적으로 제한될 수 있다.
도 10a의 이미지 센서(1002)에 있어서, 상기 제1 단위 화소 1012Mg가 속한 제1 군의 화소들 및/또는 상기 제2 단위 화소 1012Ye가 속한 제2 군의 화소들은, 모두 상기 마스크를 포함하고 있으나, 다양한 실시 예에 따르면, 이미지 센서(1002)의 대다수의 제1 군 및 제2 군의 화소들은 상기 마스크를 포함하지 않을 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 10a에 도시된 이미지 센서(1001, 1002)의 화소 배열은 CYGM 패턴에 제한되지 않는다. 예컨대, 상기 이미지 센서(1001, 1002)의 화소 배열은 RGBE 패턴을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 컬러 필터는 적색광(red light)에 대응하는 파장 범위의 빛을 통과시킬 수 있고, 상기 제2 컬러 필터는 녹색광(green light)에 대응하는 파장 범위의 빛을 통과시킬 수 있고, 상기 제3 컬러 필터는 에메랄드광(emerald light)에 대응하는 파장 범위의 빛을 통과시킬 수 있고, 상기 제4 컬러 필터는 청색광(blue light)에 대응하는 파장 범위의 빛을 통과시킬 수 있다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 10b는, 예를 들어, 도 3a에 도시된 이미지 센서(1001, 1002)에 포함된 화소 배열들의 회로 구성을 나타낸다. 일 실시 예에 따르면, 제1 단위 화소 1011Mg, 1012Mg, 및 제2 단위 화소 1011Ye, 1012Ye는 각각 단일의 광전 변환 소자(예: 포토 다이오드)를 포함하고, 제3 단위 화소 1011G, 1012G 및 제4 단위 화소 1011Cy, 1012Cy는 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 각 화소 간에는 수평 방향으로 RST 라인, TGL 라인, TGR 라인, 및 SEL 라인과 같은 제어 라인을 공유하고, 수직 방향으로는 COLUMN 출력 라인을 공유할 수 있다.
예를 들면, 제3 단위 화소 1011G, 1012G에 있어서, 2개의 포토 다이오드 PD1L, PD1R는 각각 2개의 트랜지스터 TR1L, TR1R의 소스 단자에 각각 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR1L, TR1R의 게이트 단자는 각각 TG1L 라인 및 TG1R 라인에 각각 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR1L의 드레인 단자는 TR1R의 드레인 단자와 연결되고, 상기 트랜지스터 TR1L의 드레인 단자와 TR1R의 드레인 단자가 연결된 노드는 트랜지스터 R1의 드레인 단자 및 트랜지스터 A1의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R1의 게이트 단자는 RST1 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A1의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL1의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL1의 게이트 단자는 SEL 1 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 1 라인에 연결될 수 있다.
제4 단위 화소 1011Cy, 1012Cy는, 도 10b에 도시된 바와 같이, 전술한 제3 단위 화소 1011G, 1012G와 유사한 구성 및 연결 관계를 가질 수 있다.
한편, 단일의 포토 다이오드 PD2R를 구비한 제1 단위 화소 1011Mg, 1012Mg에 있어서, 상기 포토 다이오드 PD2R는 트랜지스터 TR2R의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR2R의 게이트 단자는 TG1R 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 R2의 드레인 단자 및 트랜지스터 A2의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R2의 게이트 단자는 RST1 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A2의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL2의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL2의 게이트 단자는 SEL 1 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 2 라인에 연결될 수 있다.
제2 단위 화소 1011Ye, 1012Ye는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 단위 화소 1011Mg, 1012Mg와 유사한 구성 및 연결 관계를 가질 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 11a은 도 10b에 의한 화소 배열의 동작예를 나타내다. 특히 두 개의 포토 다이오드로부터 따로 따로 판독하는 경우의 동작 타이밍도이다.
도 11a는 예컨대, 도 10b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 11a에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 별개로 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 11a에서는 도 10b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R이 초기화되고, t3에서 PD1L이 초기화될 수 있다. 이후 t9에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R로부터의 신호를 출력하고, t14에서 PD1L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 각 화소 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 실시하기 위해, 신호 출력에 앞서서 t6 및 t11에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1L의 신호 출력이 종료되면, 다음으로 t18에서 포토 다이오드 PD3R, PD4R로부터의 신호를 출력하고, t22에서 포토 다이오드 PD4L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 이 경우도 사전에 t5 및 t10에 포토 다이오드를 초기화하고, t16 및 t20에서 CDS 처리를 위해 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 노출 시간은 t2부터 t10까지의 시간이 되며, PD1L의 노출 시간은 t4부터 t15까지가 될 수 있다.
도 11b는 예컨대, 도 10b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 11b에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 동시에 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 11b에서는 도 10b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R이 동시에 초기화되고, t7에서 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R로부터의 신호를 동시에 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L의 전하는 동시에 출력되므로, 해당 출력 시점에서 전하의 가산이 이루어질 수 있다. 각 화소 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 실시하기 위해, 신호 출력에 앞서서 t4에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R로부터의 신호 출력이 종료되면, t11에서 포토 다이오드 PD3R, PD4R, PD4L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 이 경우에도 동시 출력에 의한 포토 다이오드 PD4R와 PD4L의 전하 가산이 이루어질 수 있다. 포토 다이오드 PD4R, PD4L에 대하여도 t3에 포토 다이오드를 초기화하고, t9에 CDS 처리를 위해 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R의 노출 시간은 t2부터 t8까지의 시간이 되며, 포토 다이오드 PD3R, PD4R, PD4L의 노출 시간은 t5부터 t12까지가 된다. 좌우의 포토 다이오드의 전하를 동시에 출력하므로 노출 시간에 편차는 발생하지 않을 수 있다.
도 12a는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타낸다.
도 12a에 도시된 이미지 센서(1201)를 참조하면, 상기 이미지 센서(1201)는 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 단위 화소 1211R, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 단위 화소 1211Gr, 1211Gb, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 단위 화소 1211B를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다(즉, 제1 파장 범위 > 제2 파장 범위 >제3 파장 범위).
일 예를 들어, 상기 이미지 센서(1201)의 각 군의 화소들은 Bayer 패턴으로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 제1 파장 범위는 적색광에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제2 파장 범위는 녹색광에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제3 파장 범위는 청색광에 대응하는 파장 범위를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서(1201)에 있어서 모든 단위 화소들 1211R, 1211Gr, 1211Gb, 1211B는 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 상기 모든 단위 화소들 1211R, 1211Gr, 1211Gb, 1211B에서는 광전 변환 소자의 광학적 위치 관계로부터 출사동이 분할될 수 있다.
예를 들면, 제2 단위 화소 1211Gr, 1211Gb에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 해당 제2 단위 화소 1211Gr, 1211Gb를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있고, 제3 단위 화소 1211B 에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제3 단위 화소 1211B를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제2 단위 화소 1211Gr, 1211Gb 및 제3 단위 화소 1211B에 있어서, 각각에 포함된 2개의 광전 변환 소자는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
또한, 예를 들면, 제1 단위 화소 1211R에 포함된 2개의 광전 변환 소자는 상기 제1 단위 화소 1211R을 대각 방향으로(in a diagonal direction) 분할한 영역에 각각 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 단위 화소 1211R에서는 사선 방향으로 출사동이 분할될 수 있다. 이때, 상기 대각 방향 길이는 상기 제1 파장 범위의 최대 길이보다 길게 설계될 수 있다. 따라서, 예컨대, 제1 단위 화소 1211R을 포함한 모든 화소의 크기(pitch)가 각각 0.707μm인 경우에도, 상기 대각 방향 길이는 약 1μm이므로 700nm 전후의 파장을 가지는 적색광의 감도는 확보될 수 있다.
한편, 도 12a에 도시된 이미지 센서(1202)를 참조하면, 상기 이미지 센서(1202)는 제1 파장 범위(R)의 적어도 일부 및 제3 파장 범위(B)의 빛 중 적어도 일부를 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 단위 화소 1212Mg, 제1 파장 범위(R)의 빛 중 적어도 일부 및 제2 파장 범위(G)의 빛 중 적어도 일부를 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 단위 화소 1212Ye, 제2 파장 범위(G)의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 단위 화소 1212G, 및 제2 파장 범위(G)의 빛 중 적어도 일부 및 제3 파장 범위(B)의 빛 중 적어도 일부를 통과시키는 제4 컬러 필터가 구비된 제4 단위 화소 1212Cy를 포함할 수 있다.
일 예를 들어, 상기 이미지 센서(1202)의 각 군의 화소들은 보색계 컬러 필터로 구현되는 CYGM 패턴으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 이미지 센서(1201)에 있어서, 제1 단위 화소 1212Mg의 제1 컬러 필터는 마젠타광을 통과시킬 수 있고, 제1 단위 화소 1212Ye의 제2 컬러 필터는 황색광을 통과시킬 수 있고, 제3 단위 화소 1212G의 제3 컬러 필터는 녹색광을 통과시킬 수 있으며, 제4 단위 화소 1212Cy의 제4 컬러 필터는 청록색광을 통과킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서(1201)에 있어서 모든 단위 화소들 1212Mg, 1212Ye, 1212G, 1212Cy는 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 상기 모든 단위 화소들 1212Mg, 1212Ye, 1212G, 1212Cy 에서는 광전 변환 소자의 광학적 위치 관계로부터 출사동이 분할될 수 있다.
예를 들면, 제3 단위 화소 1212G에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 해당 제3 단위 화소 1212G를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있고, 제4 단위 화소 1212Cy에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제4 단위 화소 1212Cy를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제3 단위 화소 1212G, 및 제4 단위 화소 1212Cy에 있어서, 각각에 포함된 2개의 광전 변환 소자는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
또한, 예를 들면, 제1 단위 화소 1212Mg에 포함된 2개의 광전 변환 소자는 상기 제1 단위 화소 1212Mg를 대각 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있고, 제2 단위 화소 1212Ye에 포함된 2개의 광전 변환 소자는 상기 제1 단위 화소 1212Ye를 대각 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 단위 화소 1212Mg 및 1212Ye에서는 사선 방향으로 출사동이 분할될 수 있다.
도 12b는 일 실시 예에 따른 화소 배열의 회로 구성을 나타낸다.
도 12b는, 예를 들어, 도 12a에 도시된 이미지 센서(1201, 1202)에 포함된 화소 배열들의 회로 구성을 나타낸다. 상기 이미지 센서(1201, 1202)에 포함된 모든 단위 화소는 2개의 광전 변환 소자(예: 포토 다이오드)를 포함할 수 있다. 각 화소 간에는 수평 방향으로 RST 라인, TGL 라인, TGR 라인, 및 SEL 라인과 같은 제어 라인을 공유하고, 수직 방향으로는 COLUMN 출력 라인을 공유할 수 있다.
예를 들면, 제1 단위 화소 1211R, 1212Mg에 있어서, 2개의 포토 다이오드 PD2L, PD2R는 각각 2개의 트랜지스터 TR2L, TR2R의 소스 단자에 각각 연결될 수 있다. 트랜지스터 TR2L, TR2R의 게이트 단자는 TG1L 라인 및 TG1R 라인에 각각 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 TR2L의 드레인 단자는 TR2R의 드레인 단자와 연결되고, 상기 트랜지스터 TR2L의 드레인 단자와 TR2R의 드레인 단자가 연결된 노드는 트랜지스터 R2의 드레인 단자 및 트랜지스터 A2의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 R2의 게이트 단자는 RST1 라인에 연결되고, 소스 단자는 VDD 라인에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 A2의 소스 단자는 VDD 라인에 연결되고, 드레인 단자는 트랜지스터 SL2의 소스 단자에 연결될 수 있다. 상기 트랜지스터 SL2의 게이트 단자는 SEL 1 라인에 연결되고, 드레인 단자는 COLUMN 2 라인에 연결될 수 있다.
2개의 포토 다이오드를 포함한 나머지 단위 화소들 1211Gr, 1212G, 1211B, 1212Ye, 1211Gb, 1212Cy는, 도 12b에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 단위 화소 1211R, 1212Mg와 유사한 구성 및 연결 관계를 가질 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 일 실시 예에 따른 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸 타이밍도이다.
도 13a는 예컨대, 도 12b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 13a에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 별개로 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 13a에서는 도 12b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R이 초기화되고, t3에서 포토 다이오드 PD1L, PD2L이 초기화될 수 있다. t9에서 포토 다이오드 PD1R, PD2R로부터의 신호를 출력하고, t14에서 포토 다이오드 PD1L, PD2L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 각 화소 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 수행하기 위해, 신호 출력에 t6 및 t11에서 미리 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1L, PD2L로부터의 신호 출력이 종료되면, t18에서 포토 다이오드 PD3R, PD4R로부터의 신호를 출력하고, t22에서 포토 다이오드 PD3L, PD4L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 이 경우에도 t5 및 t10 타이밍에서 미리 포토 다이오드의 초기화를 실시하고, t16 및 t20에서 CDS 처리를 위하여 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 이 때 포토 다이오드 PD1R, PD2R의 노출 시간은 t2에서 t10까지의 시간이며, 포토 다이오드 PD1L, PD2L의 노출 시간은 t4부터 t15까지가 되며, 양자의 노출 시간은 동일할 수있다.
도 13b는 예컨대, 도 12b에 도시된 화소 배열의 회로 구성에서의 제어 라인 및 출력 라인의 동작을 나타낸다. 도 13b에 도시된 타이밍도는 두 개의 포토 다이오드로부터 출력값을 동시에 읽어내는 경우를 나타낸다. 상기 타이밍도에 따른 동작은, 예컨대, 이미지 센서를 구동하는 회로에 의해 수행될 수 있다. 도 13b에서는 도 12b의 참조부호를 이용하기로 한다.
t1에서 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R, PD2L을 동시에 초기화하고, t7에서 포토다이오드 PD1R, PD1L, PD2R, PD2L로부터의 신호를 동시에 출력할 수 있다. 여기서 포토 다이오드 PD1R과 PD1L의 전하 가산, 및 포토 다이오드 PD2R과 PD2L의 전하 가산이 이루어질 수 있다. 각 화소 출력에 대하여 다음 단계에서 CDS 동작을 실시하기 위해, 신호 출력에 앞서서 t4에서 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R, PD2L로부터의 신호 출력이 종료되면, t11에서 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R, PD4L로부터의 신호를 출력할 수 있다. 여기에서도 포토 다이오드 PD3R과 PD3L의 전하 가신, 및 포토 다이오드 PD4R과 PD4L의 전하 가산을 실시한다. 여기에서도 t3에 미리 포토 다이오드의 초기화를 실시하고, t9에 CDS 처리를 위해 리셋 레벨을 출력할 수 있다. 이때 포토 다이오드 PD1R, PD1L, PD2R, PD2L의 노출 시간은 t2부터 t8까지의 시간이며, 포토 다이오드 PD3R, PD3L, PD4R, PD4L의 노출 시간은 t5부터 t12까지가 된다. 좌우의 포토 다이오드의 전하는 동시에 출력되므로 노출 시간에 편차는 발생하지 않을 수 있다.
이와 같이 본 발명의 다양한 실시 예들에 의하면 매우 미세한 크기의 화소를 탑재한 이미지 센서에서도 적색광의 감도 저하를 방지 할 수 있다. 또한, 각 도면에 설명된 본 발명의 다양한 실시 예는 설명의 편의를 위해 독립적으로 기재되었으나, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 이상 다양한 변형 또는 조합이 가능할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 이미지 센서는, 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소를 포함할 수 있다. 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다. 상기 제2 군의 화소의 제2 단위 화소 또는 상기 제3 군의 화소의 제3 단위 화소는 복수의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 군의 화소의 제1 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함하도록 설계될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 단위 화소 또는 상기 제3 단위 화소에서, 복수의 광전 변환 소자의 수광 면적은 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 단위 화소 및 상기 제3 단위 화소는, 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 군의 화소 중 일부 화소들은 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제2 군의 화소 중 다른 일부 화소들은 각각 1개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 군의 화소 중 일부 화소들은, 상기 제1 컬러 필터를 통과한 빛을 일부 차단하는 마스크를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 파장 범위는 적색광에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제2 파장 범위는 녹색광에 대응하는 파장 범위를 가지고, 상기 제3 파장 범위는 청색광에 대응하는 파장 범위를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 컬러 필터는, 상기 제3 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 더 통과시키도록 설계되고, 상기 제2 컬러 필터는, 상기 제1 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 더 통과시키도록 설계되고, 상기 제3 컬러 필터는, 상기 제2 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 더 통과시키도록 설계될 수 있다. 이때, 상기 제1 컬러 필터가 통과시키는 빛은 마젠타광에 대응하고, 상기 제2 컬러 필터가 통과시키는 빛은 황색광에 대응하며, 상기 제3 컬러 필터가 통과시키는 빛은 청록색광에 대응할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 군의 화소의 수는 상기 제1 군의 화소의 수 또는 상기 제3 군의 화소의 수보다 2배 많을 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 제2 파장 범위의 빛 중 적어도 일부 및 상기 제3 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 통과시키는 제4 컬러 필터가 구비된 제4 군의 화소를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 컬러 필터는, 상기 제3 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 더 통과시키도록 설계되고, 상기 제2 컬러 필터는, 상기 제1 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 더 통과시키도록 설계될 수 있다. 이때, 상기 제1 컬러 필터가 통과시키는 빛은 마젠타광에 대응하고, 상기 제2 컬러 필터가 통과시키는 빛은 황색광에 대응하고, 상기 제3 컬러 필터가 통과시키는 빛은 녹색광에 대응하고, 상기 제4 컬러 필터가 통과시키는 빛은 청록색광에 대응할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제3 단위 화소 및 상기 제4 군의 제4 단위 화소는 복수의 광전 변환 소자를 포함하도록 설계될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 군의 화소의 수, 상기 제2 군의 화소의 수, 상기 제3 군의 화소의 수, 및 상기 제4 군의 화소의 수는 동일할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따른 이미지 센서는, 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소, 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소, 및 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소를 포함할 수 있다. 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계될 수 있다. 상기 제1 군의 화소의 제1 단위 화소는 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 단위 화소에 포함된 상기 2개의 광전 변환 소자는 상기 제1 단위 화소를 대각 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 군의 화소의 제2 단위 화소 및 상기 제3 군의 화소의 제3 단위 화소는 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 상기 제2 단위 화소에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제2 단위 화소를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치되고, 상기 제3 단위 화소에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제3 단위 화소를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서는 제4 파장 범위의 빛을 통과시키는 제4 컬러 필터가 구비된 제4 군의 화소를 더 포함할 수 있다. 상기 제4 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 짧게 설계될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 군의 화소의 제2 단위 화소, 상기 제3 군의 화소의 제3 단위 화소 및 상기 제4 군의 화소의 제4 단위 화소는 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 상기 제2 단위 화소에 포함된 상기 2개의 광전 변환 소자는 상기 제2 단위 화소를 대각 방향으로 분할한 영역에 각각 배치되고, 상기 제3 단위 화소에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제3 단위 화소를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치되고, 상기 제4 단위 화소에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제4 단위 화소를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 외부로부터 입사하는 빛을 집광하는 렌즈, 상기 빛에 기반하여 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서, 및 상기 이미지 신호를 처리하는 이미지 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서는, 제1 파장 범위의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소, 상기 제1 파장 범위보다 짧은 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소, 및 상기 제2 파장 범위보다 짧은 제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소를 포함할 수 있다. 상기 제2 군의 화소 중 일부 화소들은 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제2 군의 화소 중 다른 일부 화소들은 각각 1개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 이미지 프로세서는, 상기 제2 군의 화소 중 상기 일부 화소들로부터 획득된 이미지 신호와, 상기 제2 군의 화소 중 상기 다른 일부 화소들로부터 획득된 이미지 신호 간의 특성 편차를 보정하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이미지 프로세서는, 상기 제2 군의 화소 중 상기 일부 화소들로부터 획득된 이미지 신호와, 상기 제2 군의 화소 중 상기 다른 일부 화소들로부터 획득된 이미지 신호 간의 블랙 레벨, 포화 레벨, 및 감도 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 집광된 빛을 원 편광으로 변환하기 위한 1/4 파장판을 더 포함할 수 있다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 다양한 실시 예에서의 전자 장치(1401, 1402, 1404) 또는 서버(1406)가 네트워크(1462) 또는 근거리 통신(1464)를 통하여 서로 연결될 수 있다. 전자 장치(1401)는 버스(1410), 프로세서(1420), 메모리(1430), 입출력 인터페이스(1450), 디스플레이(1460), 및 통신 인터페이스(1470)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(1401)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 1에 도시된 카메라 모듈(100)은 도 14에 도시된 전자 장치(1400)에 포함될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 도 1에 도시된 카메라 모듈(100)은 입출력 인터페이스(1450) 또는 통신 인터페이스(1470)를 통해 전자 장치(1401)에 연결될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 프로세서(150), 메모리(160), 및 디스플레이(170)는 도 14에 도시된 프로세서(1420), 메모리(1430), 및 디스플레이(1460)에 각각 대응할 수 있다.
버스(1410)는, 예를 들면, 구성요소들(1420-1470)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
프로세서(1420)는, 중앙처리장치(central processing unit (CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor (AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor (CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(1420)는, 예를 들면, 전자 장치(1401)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(1430)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(1430)는, 예를 들면, 전자 장치(1401)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 메모리(1430)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(1440)을 저장할 수 있다.
프로그램(1440)은, 예를 들면, 커널(1441), 미들웨어(1443), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface (API))(1445), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(1447) 등을 포함할 수 있다. 커널(1441), 미들웨어(1443), 또는 API(1445)의 적어도 일부는, 운영 시스템(operating system (OS))으로 지칭될 수 있다.
커널(1441)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(1443), API(1445), 또는 어플리케이션 프로그램(1447))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(1410), 프로세서(1420), 또는 메모리(1430) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(1441)은 미들웨어(1443), API(1445), 또는 어플리케이션 프로그램(1447)에서 전자 장치(1401)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(1443)는, 예를 들면, API(1445) 또는 어플리케이션 프로그램(1447)이 커널(1441)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 미들웨어(1443)는 어플리케이션 프로그램(1447)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(1443)는 어플리케이션 프로그램(1447) 중 적어도 하나에 전자 장치(1401)의 시스템 리소스(예: 버스(1410), 프로세서(1420), 또는 메모리(1430) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여할 수 있다. 예컨대, 미들웨어(1443)는 상기 적어도 하나에 부여된 우선 순위에 따라 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리함으로써, 상기 하나 이상의 작업 요청들에 대한 스케쥴링 또는 로드 밸런싱 등을 수행할 수 있다.
API(1445)는, 예를 들면, 어플리케이션(1447)이 커널(1441) 또는 미들웨어(1443)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스(1450)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(1401)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스(1450)는 전자 장치(1401)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(1460)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(liquid crystal display (LCD)), 발광 다이오드(light-emitting diode (LED)) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic LED (OLED)) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems, MEMS) 디스플레이, 또는 전자 종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(1460)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 컨텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(1460)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스처, 근접, 또는 호버링(hovering) 입력을 수신할 수 있다.
통신 인터페이스(1470)는, 예를 들면, 전자 장치(1401)와 외부 장치(예: 제1 외부 전자 장치(1402), 제2 외부 전자 장치(1404), 또는 서버(1406)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(1470)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(1462)에 연결되어 상기 외부 장치 (예: 제2 외부 전자 장치(1404) 또는 서버(1406))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면 LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE-advanced), CDMA(code division multiple access), WCDMA(WIdeband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(wireless broadband), 또는 GSM(global system for mobile communications) 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, Wi-Fi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(MST: magnetic stripe transmission 또는 magnetic secure transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN), 또는 GNSS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
MST는 전자기 신호를 이용하여 전송 데이터에 따라 펄스를 생성하고, 상기 펄스는 자기장 신호를 발생시킬 수 있다. 전자 장치(1401)는 상기 자기장 신호를 POS(point of sales)에 전송하고, POS는 MSR(magnetic stripe reader 또는 magnetic secure transmission reader)를 이용하여 상기 자기장 신호는 검출하고, 검출된 자기장 신호를 전기 신호로 변환함으로써 상기 데이터를 복원할 수 있다.
GNSS는 사용 지역 또는 대역폭 등에 따라, 예를 들면, GPS(global positioning system), Glonass(global navigation satellite system), beidou navigation satellite system(이하 "Beidou") 또는 Galileo(the European global satellite-based navigation system) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 혼용되어 사용(interchangeably used)될 수 있다.
유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard-232), 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(1462)는 통신 네트워크(telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 외부 전자 장치(1402, 1404) 각각은 전자 장치(1401)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 서버(1406)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(1401)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(1402,1404), 또는 서버(1406))에서 실행될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치(1401)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1401)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(1402, 1404), 또는 서버(1406))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(1402, 1404), 또는 서버(1406))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(1401)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1401)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 15는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 전자 장치(1501)는, 예를 들면, 도 14에 도시된 전자 장치(1401)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(1501)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(1510), 통신 모듈(1520), 가입자 식별 모듈(1524), 메모리(1530), 센서 모듈(1540), 입력 장치(1550), 디스플레이(1560), 인터페이스(1570), 오디오 모듈(1580), 카메라 모듈(1591), 전력 관리 모듈(1595), 배터리(1596), 인디케이터(1597), 및 모터(1598)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 1에 도시된 카메라 모듈(100)은 도 15에 도시된 카메라 모듈(1591)에 대응할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 프로세서(150), 메모리(160), 및 디스플레이(170)는 도 15에 도시된 프로세서(1510), 메모리(1530), 및 디스플레이(1560)에 각각 대응할 수 있다.
프로세서(1510)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(1510)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(1510)는, 예를 들면, SoC(system on chip)로 구현될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 프로세서(1510)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1510)는 도 15에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(1521))를 포함할 수도 있다. 프로세서(1510)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.
통신 모듈(1520)은, 도 14의 통신 인터페이스(1470)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(1520)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(1521), Wi-Fi 모듈(1522), 블루투스 모듈(1523), GNSS 모듈(1524) (예: GPS 모듈, Glonass 모듈, Beidou 모듈, 또는 Galileo 모듈), NFC 모듈(1525), MST 모듈(1526) 및 RF(radio frequency) 모듈(1527)을 포함할 수 있다.
셀룰러 모듈(1521)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(1521)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(1529)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1501)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(1521)은 프로세서(1510)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(1521)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다.
Wi-Fi 모듈(1522), 블루투스 모듈(1523), GNSS 모듈(1524), NFC 모듈(1525), 또는 MST 모듈(1526) 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(1521), Wi-Fi 모듈(1522), 블루투스 모듈(1523), GNSS 모듈(1524), NFC 모듈(1525), MST 모듈(1526) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 IC(integrated chip) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.
RF 모듈(1527)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(1527)은, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(1521), Wi-Fi 모듈(1522), 블루투스 모듈(1523), GNSS 모듈(1524), NFC 모듈(1525), MST 모듈(1526) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.
가입자 식별 모듈(1529)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM(embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID (integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI (international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(1530) (예: 메모리(1430))는, 예를 들면, 내장 메모리(1532) 또는 외장 메모리(1534)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(1532)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비-휘발성(non-volatile) 메모리 (예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), 마스크(mask) ROM, 플래시(flash) ROM, 플래시 메모리(예: 낸드플래시(NAND flash) 또는 노아플래시(NOR flash) 등), 하드 드라이브, 또는 SSD(solid state drive) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외장 메모리(1534)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(MultiMediaCard), 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리(1534)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(1501)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
보안 모듈(1536)은 메모리(1530)보다 상대적으로 보안 레벨이 높은 저장 공간을 포함하는 모듈로서, 안전한 데이터 저장 및 보호된 실행 환경을 보장해주는 회로일 수 있다. 보안 모듈(1536)은 별도의 회로로 구현될 수 있으며, 별도의 프로세서를 포함할 수 있다. 보안 모듈(1536)은, 예를 들면, 탈착 가능한 스마트 칩, SD(secure digital) 카드 내에 존재하거나, 또는 전자 장치(1501)의 고정 칩 내에 내장된 내장형 보안 요소(embedded secure element(eSE))를 포함할 수 있다. 또한, 보안 모듈 (1536)은 전자 장치(1501)의 운영 체제(OS)와 다른 운영 체제로 구동될 수 있다. 예를 들면, 보안 모듈(1536)은 JCOP(java card open platform) 운영 체제를 기반으로 동작할 수 있다.
센서 모듈(1540)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(1501)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(1540)은, 예를 들면, 제스처 센서(1540A), 자이로 센서(1540B), 기압 센서(1540C), 마그네틱 센서(1540D), 가속도 센서(1540E), 그립 센서(1540F), 근접 센서(1540G), 컬러 센서(1540H)(예: RGB 센서), 생체 센서(1540I), 온/습도 센서(1540J), 조도 센서(1540K), 또는 UV(ultra violet) 센서(1540M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(1540)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG(electromyography) 센서, EEG(electroencephalogram) 센서, ECG(electrocardiogram) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(1540)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(1501)는 프로세서(1510)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(1540)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(1510)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(1540)을 제어할 수 있다.
입력 장치(1550)는, 예를 들면, 터치 패널(touch panel)(1552), (디지털) 펜 센서(pen sensor)(1554), 키(key)(1556), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(1558)를 포함할 수 있다. 터치 패널(1552)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(1552)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(1552)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.
(디지털) 펜 센서(1554)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 시트(sheet)를 포함할 수 있다. 키(1556)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(1558)는 마이크(예: 마이크(1588))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(1560)(예: 디스플레이(1460))는 패널(1562), 홀로그램 장치(1564), 또는 프로젝터(1566)를 포함할 수 있다. 패널(1562)은, 도 14의 디스플레이(1460)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 패널(1562)은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널(1562)은 터치 패널(1552)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 홀로그램 장치(1564)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(1566)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(1501)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(1562)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서 (또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 상기 터치 패널(1552)와 일체형으로 구현되거나, 또는 상기 터치 패널(1552)와는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 디스플레이(1560)는 상기 패널(1562), 상기 홀로그램 장치(1564), 또는 프로젝터(1566)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
인터페이스(1570)는, 예를 들면, HDMI(1572), USB(1574), 광 인터페이스(optical interface)(1576), 또는 D-sub(D-subminiature)(1578)를 포함할 수 있다. 인터페이스(1570)는, 예를 들면, 도 14에 도시된 통신 인터페이스(1470)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(1570)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD 카드/MMC 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1580)은, 예를 들면, 소리(sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(1580)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 14에 도시된 입출력 인터페이스(1450)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(1580)은, 예를 들면, 스피커(1582), 리시버(1584), 이어폰(1586), 또는 마이크(1588) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
카메라 모듈(1591)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시 예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래시(flash)(예: LED 또는 제논 램프(xenon lamp))를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1595)은, 예를 들면, 전자 장치(1501)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(1595)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(1596)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(1596)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.
인디케이터(1597)는 전자 장치(1501) 혹은 그 일부(예: 프로세서(1510))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(1598)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동(vibration), 또는 햅틱(haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전자 장치(1501)은 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(Digital Multimedia Broadcasting), DVB(Digital Video Broadcasting), 또는 미디어플로(MediaFLOTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.
본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 16은 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈의 블록도를 나타낸다.
도 16으 참조하면, 프로그램 모듈(1610)(예: 프로그램(1440))은 전자 장치(예: 전자 장치(1401))에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제(OS) 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램(1447))을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, 안드로이드(android), iOS, 윈도우즈(windows), 심비안(symbian), 타이젠(tizen), 또는 바다(bada) 등이 될 수 있다.
프로그램 모듈(1610)은 커널(1620), 미들웨어(1630), API(1660), 및/또는 어플리케이션(1670)을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(1610)의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드(preload) 되거나, 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402, 104), 서버(1406) 등)로부터 다운로드 가능하다.
커널(1620)(예: 커널(1441))은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(1621) 또는 디바이스 드라이버(1623)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(1621)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수 등을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(1621)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부 등을 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(1623)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, Wi-Fi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다.
미들웨어(1630)는, 예를 들면, 어플리케이션(1670)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(1670)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 API(1660)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(1670)으로 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 미들웨어(1630)(예: 미들웨어(1443))는 런타임 라이브러리(1635), 어플리케이션 매니저(application manager)(1641), 윈도우 매니저(window manager)(1642), 멀티미디어 매니저(multimedia manager)(1643), 리소스 매니저(resource manager)(1644), 파워 매니저(power manager)(1645), 데이터베이스 매니저(database manager)(1646), 패키지 매니저(package manager)(1647), 연결 매니저(connectivity manager)(1648), 통지 매니저(notification manager)(1649), 위치 매니저(location manager)(1650), 그래픽 매니저(graphic manager)(1651), 보안 매니저(security manager)(1652), 또는 결제 매니저(1654) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
런타임 라이브러리(1635)는, 예를 들면, 어플리케이션(1670)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(1635)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수에 대한 기능 등을 수행할 수 있다.
어플리케이션 매니저(1641)는, 예를 들면, 어플리케이션(1670) 중 적어도 하나의 어플리케이션의 생명 주기(life cycle)를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(1642)는 화면에서 사용하는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저(1643)는 다양한 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱(codec)을 이용하여 미디어 파일의 인코딩(encoding) 또는 디코딩(decoding)을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(1644)는 어플리케이션(1670) 중 적어도 어느 하나의 어플리케이션의 소스 코드, 메모리 또는 저장 공간 등의 자원을 관리할 수 있다.
파워 매니저(1645)는, 예를 들면, 바이오스(BIOS: basic input/output system) 등과 함께 동작하여 배터리 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보 등을 제공할 수 있다. 데이터베이스 매니저(1646은 어플리케이션(1670) 중 적어도 하나의 어플리케이션에서 사용할 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(1647)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 업데이트를 관리할 수 있다.
연결 매니저(1648)는, 예를 들면, Wi-Fi 또는 블루투스 등의 무선 연결을 관리할 수 있다. 통지 매니저(1649)는 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 사건(event)을 사용자에게 방해되지 않는 방식으로 표시 또는 통지할 수 있다. 위치 매니저(1650)는 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(1651)는 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(1652)는 시스템 보안 또는 사용자 인증 등에 필요한 제반 보안 기능을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(1401))가 전화 기능을 포함한 경우, 미들웨어(1630)는 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화 매니저(telephony manager)를 더 포함할 수 있다.
미들웨어(1630)는 전술한 구성요소들의 다양한 기능의 조합을 형성하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 미들웨어(1630)는 차별화된 기능을 제공하기 위해 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 미들웨어(1630)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다.
API(1660)(예: API(1445))는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠(tizen)의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
어플리케이션(1670)(예: 어플리케이션 프로그램(1447))은, 예를 들면, 홈(1671), 다이얼러(1672), SMS/MMS(1673), IM(instant message)(1674), 브라우저(1675), 카메라(1676), 알람(1677), 컨택트(1678), 음성 다이얼(1679), 이메일(1680), 달력(1681), 미디어 플레이어(1682), 앨범(1683), 또는 시계(1684), 결제(1685), 건강 관리(health care)(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보 제공(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보 등을 제공) 등의 기능을 수행할 수 있는 하나 이상의 어플리케이션을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 카메라 어플리케이션(1676)에 포함된 각종 명령어, 데이터 등에 기반하여 도 1에 도시된 바와 같은 카메라 모듈(100)이 제어될 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 어플리케이션(1670)은 전자 장치(예: 전자 장치(1401))와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402, 104)) 사이의 정보 교환을 지원하는 어플리케이션(이하, 설명의 편의상, "정보 교환 어플리케이션")을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 어플리케이션, 또는 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 어플리케이션을 포함할 수 있다.
예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 전자 장치의 다른 어플리케이션(예: SMS/MMS 어플리케이션, 이메일 어플리케이션, 건강 관리 어플리케이션, 또는 환경 정보 어플리케이션 등)에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402, 104))로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 알림 전달 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다.
장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402, 1404))의 적어도 하나의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는 해상도) 조절), 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션 또는 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스(예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스 등)를 관리(예: 설치, 삭제, 또는 업데이트)할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 어플리케이션(1670)은 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402, 104))의 속성에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션)을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 어플리케이션(1670)은 외부 전자 장치(예: 서버(1406) 또는 전자 장치(1402, 104))로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 어플리케이션(1670)은 프리로드 어플리케이션(preloaded application) 또는 서버로부터 다운로드 가능한 제3자 어플리케이션(third party application)을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에 따른 프로그램 모듈(1610)의 구성요소들의 명칭은 운영 체제의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 프로그램 모듈(1610)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램 모듈(1610)의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서에 의해 구현(implement)(예: 실행)될 수 있다. 프로그램 모듈(1610)의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 이미지 센서에 있어서,
    제1 파장 범위(a first wavelength range)의 빛 중 적어도 일부 및 제3 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소(a first group of pixels);
    상기 제1 파장 범위의 빛 중 적어도 일부 및 제2 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소;
    상기 제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소; 및
    상기 제2 파장 범위의 빛 중 적어도 일부 및 상기 제3 파장 범위의 빛 중 적어도 일부를 통과시키는 제4 컬러 필터가 구비된 제4 군의 화소;를 포함하고,
    상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길게 설계되고,
    상기 제3 군의 화소의 제3 단위 화소는 복수의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 군의 화소의 제1 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함하도록 설계된 이미지 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 단위 화소에서, 복수의 광전 변환 소자의 수광 면적은 동일한, 이미지 센서.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 군의 화소 중 일부 화소들은, 상기 제1 컬러 필터를 통과한 빛을 일부 차단하는 제1 마스크(mask)를 더 포함하며,
    상기 제2 군의 화소 중 일부 화소들은, 상기 제2 컬러 필터를 통과한 빛을 일부 차단하는 제2 마스크를 더 포함하는, 이미지 센서.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터가 통과시키는 빛은 마젠타광(magenta light)에 대응하고, 상기 제2 컬러 필터가 통과시키는 빛은 황색광(yellow light)에 대응하고, 상기 제3 컬러 필터가 통과시키는 빛은 녹색광(green light)에 대응하고, 상기 제4 컬러 필터가 통과시키는 빛은 청록색광(cyan light)에 대응하는, 이미지 센서.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 군의 화소의 제2 단위 화소는 단일의 광전 변환 소자를 포함하고,
    상기 제4 군의 화소의 제4 단위 화소는 복수의 광전 변환 소자를 포함하도록 설계된, 이미지 센서.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 군의 화소의 수, 상기 제2 군의 화소의 수, 상기 제3 군의 화소의 수, 및 상기 제4 군의 화소의 수는 동일한, 이미지 센서.
  14. 이미지 센서에 있어서,
    제1 파장 범위(a first wavelength range)의 빛을 통과시키는 제1 컬러 필터가 구비된 제1 군의 화소(a first group of pixels);
    제2 파장 범위의 빛을 통과시키는 제2 컬러 필터가 구비된 제2 군의 화소;
    제3 파장 범위의 빛을 통과시키는 제3 컬러 필터가 구비된 제3 군의 화소; 및
    제4 파장 범위의 빛을 통과시키는 제4 컬러 필터가 구비된 제4 군의 화소;를 포함하고,
    상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위보다 길게, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 길고, 상기 제4 파장 범위는 상기 제3 파장 범위보다 짧게 설계되고,
    상기 제1 군의 화소의 제1 단위 화소는 2개의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 단위 화소에 포함된 상기 2개의 광전 변환 소자는 상기 제1 단위 화소를 대각 방향으로(in a diagonal direction) 분할한 영역에 각각 배치되는, 이미지 센서.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2 군의 화소의 제2 단위 화소 및 상기 제3 군의 화소의 제3 단위 화소는 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함하고,
    상기 제2 단위 화소에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제2 단위 화소를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치되고, 상기 제3 단위 화소에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제3 단위 화소를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치되는, 이미지 센서.
  16. 삭제
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2 군의 화소의 제2 단위 화소, 상기 제3 군의 화소의 제3 단위 화소 및 상기 제4 군의 화소의 제4 단위 화소는 각각 2개의 광전 변환 소자를 포함하고,
    상기 제2 단위 화소에 포함된 상기 2개의 광전 변환 소자는 상기 제2 단위 화소를 대각 방향으로 분할한 영역에 각각 배치되고,
    상기 제3 단위 화소에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제3 단위 화소를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치되고,
    상기 제4 단위 화소에 포함된 2개의 광전 변환 소자는, 상기 제4 단위 화소를 일변 길이에 평행한 방향으로 분할한 영역에 각각 배치되는, 이미지 센서.
  18. 전자 장치에 있어서,
    외부로부터 입사하는 빛을 집광하는 렌즈;
    상기 빛에 기반하여 이미지 신호를 생성하며, 제1 항, 제2 항, 제5 항, 제11 항 내지 제15 항, 및 제17 항 중 어느 하나의 이미지 센서; 및
    상기 이미지 신호를 처리하는 이미지 프로세서;를 포함하는 전자 장치.
  19. 삭제
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 18에 있어서,
    상기 집광된 빛을 원 편광(circular polarization)으로 변환하기 위한 1/4 파장판(quarter wave plate or quarter wave retarder)을 더 포함하는, 전자 장치.
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