KR20030029124A

KR20030029124A - 전자 고분해능 디지털 스틸 카메라

Info

Publication number: KR20030029124A
Application number: KR10-2003-7001641A
Authority: KR
Inventors: 카버 에이. 메드; 리차드 비. 메릴; 리차드 에프. 라이온
Original assignee: 포베온, 인크.
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-04-11
Also published as: TW567707B; US20020015101A1; EP1308032A2; AU2001283029A1; WO2002013510A3; WO2002013510A2; JP2004506388A

Abstract

전자 카메라 시스템은 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 시스템을 포함한다. 복수의 화소을 구비한 반도체 센서 어레이는 렌즈 시스템에 광학적으로 결합된다. 각각의 화소은 입사광의 함수인 출력 신호를 발생시킨다. 센서 제어 회로는 사용자 입력에 응답하여 반도체 센서 어레이에서 화소의 동작을 제어하기 위한 센서 제어 신호를 생성하도록 적응된다. 센서 제어 신호가 제1 상태에 있을 때 화소의 제1 세트와, 센서 제어 신호가 제2 상태에 있을 때 화소의 제2 세트를, 반도체 센서 어레이로부터 생성하기 위한 회로가 제공된다. 화소의 제1 세트는 화소의 제2 세트 보더 많은 화소을 포함한다. 기억 매체는 센서 어레이에 결합되며, 센서 제어 신호가 제1 상태에 있을 때 화상 출력 신호의 제1 세트의 표현을 저장하도록 적응된다. 디스플레이는 센서 제어 신호가 제2 상태에 있을 때 화상 출력 신호의 제2 세트를 디스플레이하도록 적응된다.

Description

전자 고분해능 디지털 스틸 카메라{ALL-ELETRONIC HIGH-RESOLUTION DIGITAL STILL CAMERA}

종래의 디지털 스틸 카메라의 개략적인 형태가 도 1에 도시되어 있다. 광선(10)이 1차 광학계(primary optical system)(12)에 의해서 장면(scene)으로부터 도 1의 좌측 방향으로 센서 칩(14) 상에 집속된다. 광학계(12)와 센서 칩(14)은 차광용 수납부(light-tight housing)(16)에 수납되어 있어, 미광(stray light)이 센서 칩(14)에 들어감으로써 광선(10)에 의해 형성되는 영상이 열화되는 일이 방지된다. 동일한 장면으로부터 여러 개의 광선(18)이 2차 광학계(20)에 의해 카메라의 사용자가 눈(22)으로 볼 수 있도록 집속된다. 차광 배플(light-tight baffle)(24)은 2차 광학계(20)와, 센서 칩(14)을 수납하는 챔버를 분리한다. 도 1에 개시된 종래의 구성은 박스형 필름 카메라의 구성과 동일하며, 여기서는 단지 필름이 센서 칩(14)으로 대체된 것이다.

도 1에 도시된 종래의 디지털 스틸 카메라를 위한 통상의 전자 시스템이 도 2에 종래 기술로서 예시되어 있다. 센서 칩(14)으로부터의 출력 신호는 프로세싱 전자장치(processing electronics)(26)에서 처리되어, 기억 매체(28)에 저장된다. 센서 칩(14)은 CCD(charged-coupled device) 혹은 CMOS(complementary metallic oxide semiconductor) 타입 중 하나일 수 있다. 기억 매체(28)는 자기 테이프, 자기 디스크, 반도체 플래시 메모리나, 본 기술 분야에 공지된 기타 다른 유형의 것일 수 있다. 제어 전자장치(control electronics)(30)는 센서 칩(14)과 프로세싱 전자장치(26)와 기억 매체(28)를 제어 및 조작하기 위한 신호를 제공한다. 이러한 유형의 카메라는 일반적으로 저가이고, 고정 초점으로 이루어지며, 포인트 앤드 슛(point-and-shoot)형이지만, 자동 초점 메커니즘은 갖지 않는다.

종래의 카메라 구성과 관련한 보다 상세한 것은 도 3을 참조한다. 본 도면에서는, 반사면(32 및 34)에 의해 1차 광학계(12)를 통과하는 1차 광선(12)으로부터 뷰파인더(viewfinder) 영상이 생성되고, 2차 광학계(20)에 의해서 카메라의 사용자가 눈(22)으로 볼 수 있도록 집속된다. 전자식 노출이 필요한 경우에는 기계적 조작계(mechanical system)(도시되지 않음)로 반사면(32)을 광로로부터 센서 칩(14) 쪽으로 피벗(pivot)시킨다. 도 3에 도시된 종래의 구성은 단일 렌즈 반사형 필름 카메라의 구성과 동일하며, 여기서는 단지 필름이 센서 칩으로 대체된 것이다.

도 3에 도시된 종래의 디지털 스틸 카메라에 사용되는 통상의 전자 시스템이 도 4에 종래 기술로서 예시되어 있다. 센서 칩(14)으로부터의 출력 신호는 프로세싱 전자장치(26)에 의해 처리되어, 기억 매체(28)에 저장된다. 센서 칩(14)은 CCD 혹은 CMOS 타입 중 하나일 수 있다. 기억 매체(28)는 자기 테이프, 자기 디스크, 반도체 플래시 메모리, 본 기술 분야에 공지된 기타 다른 유형의 것일 수 있다. 제어 전자장치(30)는 센서 칩(14)과 프로세싱 전자장치(26)와 기억 매체(28)를 제어 및 조작하기 위한 신호를 제공한다.

이러한 유형의 카메라는, 해당 필름 카메라에서도 발견할 수 있는 자동 초점 자동 노출 메커니즘을 사용한다. 자동 초점은 2차 미러와 센서를 사용하여 구현되며, 이들은 미리 조정되어 있어야 한다. Scientific American에서 2000년 8월에 발간한 내용에는 이러한 유형의 카메라 설계에 대한 바람직한 개요를 개시하고 있다. 상기 개시된 설계 중 주목할 만한 특성은 미러를 이동시키는 것과 관련한 기계적 복잡성에 관한 것으로, 고속 이동 후에는 분해능이 높으면서도 재정합(re-registration)이 이루어져야 한다는 것이다. 이러한 고정밀도의 기계적 메커니즘은 온도가 변경되면 깨지기 쉽고, 잘 작동하지 않는 경향이 있다. 또한, 이러한 메커니즘은 제조 비용이 높다.

도 4에 예시된 종래의 전자 시스템은 자동 초점 자동 노출 서브시스템을 동작시키기 위한 여러 구성 요소들을 구비한다. 제어 전자장치(30)는 초점 센서(36)와 노출 센서(38)로부터 입력을 수신하고, 통전 액츄에이터(energizing actuator)(40)용 제어 신호를 생성하여 반사면(32)을 피벗시키고 1차 광학계(12)의구경과 초점을 제어한다. 제어 전자장치(30)는 초점 및 노출용 제어 신호를 계산하는 데 센서(14)에서 생성된 신호를 사용하지 않고, 상기의 계산용의 센서들(36 및 38)에 따른다. 따라서, 주요 화상 센서 칩(14)과 센서(36 및 38) 사이의 임의의 편차는, 촛점 불량이나 노출 불량 또는 이들 양자 모두로 인하여, 매체(28)에 저장된 화상의 품질을 즉시 저하시킬 것이다. 따라서, 주요 센서 칩(14)에 의해 생성된 정보를 이용하여, 부가적인 센서를 요구하지 않으므로 복수의 소자의 기계적 복잡성 및 정확한 정렬에 대한 요구를 미연에 방지하며, 뷰파인터, 자동촛점 및 자동노출 문제점에 대하여 모두 전자적인 해결책을 찾아내는 것이 바람직하다.

종래의 디지털 스틸 카메라의 제2 형태가 종래기술 도 5에 도시된다. 배경으로부터 종래기술 도 5의 좌측까지 광선(50)은 주요 광학 시스템(52)에 의해 센서 칩(54) 상에 집속된다. 종래기술 도 5에 도시되진 않았지만 종래기술 도 7에 보다 구체적으로 개시되는 전자 시스템은 센서 칩(54)으로부터 전기 신호를 취하고, 통상적으로 액정 타입인 플랫-패널 디스플레이에 적합한 전기 신호를 유도한다. 플랫-패널 디스플레이로부터의 광선은 카메라 사용자의 눈에 직접 보여진다.

디지털 스틸 카메라에 대한 관련 설계가 종래기술 도 6에 도시된다. 배경으로부터 종래기술 도 5의 좌측까지 광선(50)은 주요 광학 시스템(52)에 의해 센서 칩(54) 상에 집속된다. 종래기술 도 5에 도시되진 않았지만 종래기술 도 7에 보다 구체적으로 개시되는 전자 시스템은 센서 칩(54)으로부터 전기 신호를 취하고, 음극선관(68)에 적합한 전기 신호를 유도한다. 음극선관(68)으로부터의 광선(64)은 2차 광학 시스템(66)에 의해서 카메라 사용자의 눈(62)에 의해 보여질 수 있는 방식으로 집속된다. 종래기술 도 5 및 종래기술 도 6의 뷰파인더 시스템은 비디오 카메라에 사용된다는 점에서 동일하고, 이러한 원리로 동작하는 스틸 카메라는 사용자가 노출 버튼을 누를 때 1개의 프레임만이 저장되는 비디오 카메라로서 보여질 수 있다. 종래기술 도 5 및 종래기술 도 6에 도시된 설계의 카메라는 화상 센서(54)로부터의 신호를 사용하여 기본적인 자동촛점 및 자동노출을 행할 수 있는 데, 이러한 특징들은 비디오 카메라에서도 널리 알려져 있다. 그러나, 이러한 방법으로 달성할 수 있는 촛점 및 노출 제어의 품질은 상당히 제한되고, 고 해상도 스틸 포토그래피에 대한 품질 레벨 이하가 된다.

종래기술 도 5 및 6에 도시된 종래 디지털 스틸 카메라의 전자 시스템이 도 7에 도시된다. 센서 칩(54)으로부터의 출력 신호는 처리 전자회로(70)에 의해 처리되고 기억 매체(72)에 저장된다. 센서 칩(54)는 CCD 또는 CMOS 타입 중 어느 것이어도 좋다. 기억 매체(72)는 자기 테이프, 자기 디스크, 반도체 플래시 메모리 또는 공지된 다른 타입일 수 있다. 제어 전자회로(74)는 센서 칩(54), 처리 전자회로(70) 및 기억 매체(72)를 제어하고 동작시키기 위한 신호를 제공한다. 또한, 처리 전자회로(70)는 플랫-패널 디스플레이(58) 또는 음극선관(68)을 구동하기에 적합한 신호를 출력하고, 제어 전자회로(74)는 플랫-패널 디스플레이(58) 또는 음극선관(68)을 제어하고 동작시키기 위한 신호를 제공한다.

종래기술 도 1 내지 도 7에 도시된 모든 소자 및 배열은 당업계에 매우 잘 알려져 있고, 전 세계의 카메라 제조업자들로부터 사용가능한 수백 개의 상용 제품들로 구현된다. 몇몇 경우, 이들 도면에 도시된 기술의 조합이 단일 제품에서 발견될 수 있다.

<관련 출원>

본 출원은 2000년 8월 4일자로 출원된 미국 특허 가출원 제60/222,810호에 대하여 우선권을 주장한다.

본 출원은 디지털 스틸 카메라에 관한 것으로, 특히 전전자 고분해능 디지털 스틸 카메라(all-electronic high-resolution digital still camera)에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술의 디지털 카메라의 일례를 도시한 횡단면도.

도 2는 도 1에 도시된 종래 기술의 디지털 카메라에서 사용되는 전자 제어 시스템의 예를 도시한 블럭도.

도 3은 종래 기술의 디지털 카메라의 다른 예를 도시한 횡단면도.

도 4는 도 3에 도시된 종래 기술의 디지털 카메라에서 사용되는 전자 제어 시스템의 예를 도시한 블럭도.

도 5는 종래 기술의 디지털 카메라의 다른 예를 도시한 횡단면도.

도 6은 도 5에 도시된 설계와 유사한 종래 기술의 디지털 카메라의 다른 예를 도시한 횡단면도.

도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 종래 기술의 디지털 카메라에서 사용되는 전자 제어 시스템의 예를 도시한 블럭도.

도 8은 본 발명에 따른 디지털 스틸 카메라의 횡단면도.

도 9는 에피텍셜 반도체 기술을 채용하는 수직 컬러 필터 화소 센서를 도시한 반도체의 횡단면도.

도 10은 자동 노출 감지 회로를 구비한 금속 산화물 반도체(MOS) 액티브 화소 센서의 일예의 개략도.

도 11은 도 10의 화소 센서의 동작을 도시하는 타이밍도.

도 12는 도 10의 화소 센서의 동작을 도시하는 타이밍도.

도 13은 본 발명의 디지털 카메라에서 사용하기에 적합한 전자 제어 시스템의 블럭도.

도 14는 스캐닝 회로를 채용하는 전자 카메라의 블럭도.

도 15는 액티브 화소 센서 어레이용의 스캐닝 회로의 주성분을 도시한 블럭도.

도 16은 화소 센서 선택을 위한 행 및 열 어드레스 카운터에서 사용된 어드레스 카운팅 로직의 방법을 예시하는 흐름도.

도 17은 액티브 화소 센서 어레이에 관련된 스캐닝 회로에서 사용하기 위한 대표 가요성 어드레스 생성기의 예시적인 1-비트 슬라이스의 개략도.

도 18은 도 17의 복수의 가요성 어드레스 생성기 비트 슬라이스로 형성된 가요성 어드레스 생성기의 간단화된 개략도.

도 19은 어레이의 사이즈가 정확히 2의 멱승과 동일하지 않을 경우에 사용하기 위한 가요성 어드레스 생성기의 예시적 실시예의 간단화된 개략도.

도 20은 N ×M 해상도 화상에 대해 연속한 4 ×4 화소 블럭을 이용하는 서브샘플링을 도시.

도 21은 3 ×3 화소 블럭에서 선택된 9개 화소 중에서 하나를 서브샘플링하는 예를 도시.

도 22는 3 ×3 화소 블럭에서 선택된 9개 화소 중에서 하나를 서브샘플링하는 다른 예를 도시.

도 23은 4 ×4 화소 블럭에서 선택된 16개 화소 중에서 하나를 서브샘플링하는 예를 도시.

도 24 내지 도 30은 낮은 해상도의 전자 뷰파인더에서 보여지는 바와 같이, 서브샘플링에 의해 생성된, 주기적인 포커싱 화상의 예들을 도시.

도 31은 정수가 아닌 화소 블럭의 좌표를 계산하기 위한 방법을 도시하는 테이블.

도 32는 화상을 정수가 아닌 해상도 감소에 대한 화소 블럭으로 분할하는 것을 도시.

도 33은 서브샘플링된 화상을 생성하는데 사용하기 위한 화소 어드레스를 계산하는 방법을 도시하는 흐름도.

도 34는 스캐닝을 이용하는 디지털 카메라의 블럭도.

도 35는 액티브 화소 센서 어레이에 대한 스캐닝 회로의 주 구성 요소에 대한 블럭도.

종래기술의 결점 및 단점은 고 해상도 전기 디지털 스틸 카메라에 의해 극복된다. 전기 카메라 시스템은 시스템과 관련된 렌즈 시스템의 촛점 평면에서 광축 상에 위치되는 복수의 화소를 갖는 반도체 센서 어레이를 포함한다. 각각의 화소는 그곳에 입사되는 광의 함수인 출력 신호를 생성한다. 센서 제어 회로는, 상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 카메라 시스템 사용자로부터의 입력에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이에서 화소의 동작을 제어하기 위한 센서 제어 신호를 생성하도록 채택된다. 반도체 센서 어레이로부터 2 세트의 화상 출력 신호를 생성하는 회로가 제공된다. 제1 세트의 화상 출력 신호는 센서 제어 신호가 제1 상태일 때 제1 세트의 화소의 광 강도를 표시하며, 제2 세트의 화상 출력 신호는 센서 제어 신호가 제2 상태일 때 제2 세트의 화소의 광 강도를 나타낸다. 제1 세트의 화소는 제2 세트의 화소보다 많은 수의 화소를 포함한다. 기억 매체가 센서 어레이에 결합되며 센서 제어 신호가 제1 상태일 때 제1 세트의 화상 출력 신호 표시를 저장하도록 되어 있다. 디스플레이는 제2 센서 제어 신호가 제2 상태일 때 제2 세트의 화상 출력 신호를 표시하도록 되어 있다.

하나의 카메라 시스템에서, 제1 세트의 화소는 어레이 내의 대부분의 화소이며, 제2 세트의 화소는 어레이 내의 전체 화소중 절반 미만인 어레이 내의 미리 설정된 화소 부분이다. 어레이는 복수의 화소 행 및 열로 배열될 수 있으며, 제2 세트의 화소는 어레이의 매 M 행마다 적어도 대부분의 화소를 포함할 수 있으며, 어레이의 매 N 행마다 적어도 대부분의 화소를 포함할 수 있으며, 여기서 M 및 N은 1 이상이다. M 및 N은 서로 동일할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 반도체 센서 어레이는 CMOS 센서 어레이이며, 수직 컬러 필터 CMOS 센서 어레이일 수 있다. 기억 매체는, 바람직하데는, 반도체 메모리 어레이일 수 있다. 본 명세서에 개시된 카메라 시스템은 또한 초점 신호를 사용하여 포커싱될 수 있는 렌즈 시스템을 포함할 수도 있으며, 센서 제어 신호가 제2 상태일 때 화상 출력 신호로부터 광의 초점 품질을 나타내는 초점 신호를 계산하고 초점 신호에 응답하여 렌즈 제어 신호를 생성하는 장치를 포함할 수도 있다.

본 발명은 추가의 센서를 필요로 하지 않고도, 주 센서 칩에 의해 발생된 정보를 사용하여 자동 포커싱 및 자동 노출의 문제점을 해결할 수 있는 뷰파인더의 모든 전자 구현을 제공한다. 본 발명은, 그러므로, 다수의 소자들에 대한 기계적인 복잡성과 정확한 배치의 필요성을 경감시킨다.

도 8에 디지털 스틸 카메라가 도시되어 있다. 씬으로부터 도 8의 좌측으로의 광선(80)은 주 광학 시스템(82)에 의해 센서 칩(84) 상으로 포커싱된다. 센서 칩(84)에 사용하기에 적합한 광 변환기는 트리플-웰 포토다이오드 배열로서, 이것에 대해서는 이하에서 좀더 상세히 기술하기로 하며 도 9에 도시되어 있다. 사용하기에 적합한 센서 회로들은 자동-노출 검출을 갖는 고감도 기억 화소 센서일 수 있으며, 이것에 대해서는 이하에서 상세히 기술하기로 하며 도 10 내지 도 12에서 도시되어 있다. 광 밀폐 하우징(86) 내에 광학 시스템(82) 및 센서 칩(84)이 하우징되어 표유 광선이 센서 칩(84) 상에 도달하여 광선(80)에 의해 형성된 화상의 품질을 저하시키는 것이 방지된다. 도 8에 도시되어 있지 않으나, 특히 도 13에 보다 상세히 기술되어 있는 전자 시스템에서 센서 칩(84)으로부터 전기 신호를 수신하여 디스플레이 칩(94)을 구동시키기에 적합한 전기 신호들이 생성되며, 이 칩(94)은 텍사스 인스트루먼트에서 공급하고 있는 미소-기계 가공된 반사형 또는 Kopin, MicroDisplay Corp., 또는 Inviso 등의 마이크로-디스플레이 벤더에 의해 공급되는 액정 피복형일 수 있다.

디스플레이 칩(94)은 발광 다이오드(LED) 어레이(96)에 의해 조사된다. 디스플레이 칩(94)으로부터 반사된 광은 카메라의 사용자의 눈(92)으로 관찰할 수 있도록 2차 광학 시스템(90)에 의해 포커싱된다. 또는, 디스플레이 칩(94)은 광을 직접 생성하여 LED 어레이(96)를 필요로 하지 않는 유기 발광 어레이일 수 있다. 이들 두 기술은 색포화도가 우수한 밝은 표시를 제공하며, 전력 소모가 매우 적으므로, 도 8에 도시된 소형 카메라 하우징에 집적시키기에 적합하다. 광 밀폐 배플(88)은 하우징 LED 어레이(96), 디스플레이 칩(94), 및 2차 광학 시스템(90)으로부터 챔버 하우징 센서 칩(84)을 분리시킨다.

도 8의 구성에 따른 동작은 도 8의 카메라를 동작하고 제어하는데 사용되는 전자 장치의 블록도를 도시하는 도 13을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 센서 칩(84)으로부터의 출력 신호는 처리 전자 장치(100)에 의해 처리되고, 기억 매체(102)에 기억된다. 센서 칩(84)은 본 발명에서 사용되도록 되어 있는 소정의 특정한 능력들을 처리해야만 한다. 기억 매체(102)는 자기 테이프, 자기 디스크, 반도체 플래시 메모리, 또는 종래 기술에서 알려진 기타 형태들이 될 수 있다. 제어 전자 장치(106)는 센서 칩(84), 처리 전자 장치(100), 및 기억 매체(102)를 제어하고 동작시키기 위한 신호를 제공한다. 또한, 처리 전자 장치(100)는 구동 디스플레이 칩(94)에 적합한 출력 신호(101)를 제공하고, 제어 전자 장치(106)는 구동 LED 어레이(96)를 제어하기 위한 신호를 제공한다. 처리 전자 장치(100)는, 적합한 환경에서, 센서 칩(84)에 배치되어 집적될 수 있다.

고해상도 스틸 카메라에 대해서, 센서 칩(84)은 디스플레이 칩(94)보다 훨씬 더 큰 해상도(화소 수)를 갖을 것이다. 이러한 이유로, 포착된 화상에 사용되는데이터의 일부분만이 뷰파인더 화상에 사용된다. 따라서, 신호(101)는 프레임당 더 적은 화소를 갖을 것이고, 매체(102)에 기억하기 위해 처리 전자 장치(100)에 의해 생성되는 신호(103)보다 훨씬 더 높은 프레임 레이트를 갖을 것이다.

최고의 효과는 화소의 서브셋이 어드레스될 수 있는 센서 칩(84)에 대한 디자인을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 양호한 실시예에서, 어드레싱 로직은 도 14 내지 19에 도시되고 아래에 기술되는 바와 같이 활용된다. 예를 들어, 각각의 4차 로우(로우)내의 각각의 4차 화소는 시퀀스로 어드레스될 수 있고, 이에 따라 프레임당 스캔아웃(scanout) 시간을 16의 팩터에 의해 축소되도록 할 수 있다.

매우 높은 고해상도의 센서 칩에 대해서, 스캔아웃 시간은 뷰파인더의 프레임 리프레쉬 레이트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 4000×4000 화소 센서 칩은 16,000,000 화소를 갖는다. 20MHz 레이트로 스캔될 때, 프레임 레이트는 초당 1.25 프레임이고, 이는 실시간에서 실재적인 뷰파인딩을 위해서는 너무 느리다. 각각의 4차 로우내의 각각의 4차 화소가 20MHz에서 스캔될 때, 1000×1000 디스플레이 칩은 초당 25 프레임에서 갱신될 수 있고, 이 레이트는 매우 높은 실재성을 갖으며 만족스러운 실시간 뷰파인더를 사용자에게 제공할 수 있다. CCD 센서는, 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 각 클럭 사이클에서 화소의 숫자인 "비닝(binning)"에 의해 유사한 프레임-레이트의 장점을 실현시킬 수 있다. 고속 프레임 레이트가 실시간을 달성하기 위해서 사용되고, 사용자에게 실물 그대로의 뷰파인더를 보이게 하는 것은 주요한 특성이다. 노출이 포착되면, 위에서 사용된 예에서의 전체 16,000,000 화소는 제어 전자 장치(106)의 제어하에서 기억매체(102)로 처리 전자 장치(100)를 통해 스캔아웃된다.

자동초점 및 자동노출 동작 둘 다는 사용자에게 눈에띄는 어떤 지연없이 실시간에서 발생하는 것이 중요하다. 노출 및 초점 정보 둘 다가, 주요 센서로부터 잘못 배열되기 쉬운 다른 센서들로부터 간접적으로 얻어진 신호보다, 주요 센서의 화상 그 자체로부터 산출되는 것이 가장 바람직하다. 양호한 실시예에서, 상술된 프레임-레이트의 장점은, 주요 센서 칩(84)에 의해 생성된 신호로부터 직접 얻어지는 모든 전자 자동초점을 제공하는데 사용된다. 초점 메트릭(metric) 회로(104)는 처리 전자 장치(100)로부터 높은 프레임 레이트에서 뷰파인더 신호(101)를 수신하고, 소정의 주어진 뷰파인더 프레임의 초점의 품질을 나타내는 신호(105)를 산출한다. 상기 초점 메트릭을 산출하기 위한 방법은 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이고, 도 20 내지 35에서 도시된다. 제어 전자 장치(106)는 전자 신호(83)을 통해 주요 광학 시스템(82)의 초점을 조정하고, 이에 따라, 몇몇 프레임 후에, 센서 칩(84)상의 초점으로 화상을 가져간다. 양호한 실시예에서, 주요 광학 시스템(82)은, 종래 기술에서 알려진 바와 같이, EOS 패밀리의 상호교환가능 초음파 렌즈이다.

노출동안에 진정한 렌즈 통과(TTL;through-the-lens) 계량이 달성되어야 한다면, 노출 정보는 초점 정보보다 훨씬 더 빨리 산출되어야만 한다. 이 동작 모드에서, 센서 칩(84)상으로의 광의 집합은 바람직한 노출 조건이 달성될 때까지 진행되도록 허용된다. 이 때, 집합 주기는 종료되고, 화상은 매체(102)에 기억된다. 양호한 실시예에서, 바람직한 노출 조건의 달성은 센서 칩(84)내의 화상면 자체에서 산출되고, 아래에서 보다 상세히 기술되며, 도 10 내지 12에서 도시된다. 신호(87)는 센서 칩(84)으로부터 제어 전자 장치(106)로 노출 조건을 전달한다. 제어 전자 장치(106)는, 바람직한 노출 조건의 달성을 나타내는 신호(87)상의 정보를 수신하면, 신호(85)를 통해 센서 칩(84)상의 집합 시간을 종료하고, TTL 플래시부(108)로 노출이 되면, 이 플래시는, 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 신호(109)를 통해 제어 전자 장치(106)에 의해 종료된다.

상술한 바와 같이, 센서 칩(84)으로서 이용하기에 적합한 광전 변환 장치(예시적인 것으로 이에 한정되지는 않음)의 예는 수직 컬러 필터 다중 포토다이오드 구조이다. 다음은 수직 컬러 필터 다중 포토다이오드 구조를 보다 상세히 설명한다.

도 9에 도시된 바와 같이, p형 및 n형 영역이 교대로 설치된 6층 구조가 제1 도전율 타입의 블랭킷 확산 장벽 주입부(202)와 제2 도전율 타입의 단일 웰(204)이 배치되는 저부층으로서 제1 도전율 타입의 반도체 기판(200)을 이용하여 형성될 수 있다. 확산 장벽(202)은 기판에서 발생된 캐리어가 녹색 포토다이오드로 상향 이주하는 것을 방지하고 웰(204)은 적색 포토다이오드용 검출기로서 작용한다. 본 실시예에서, 제1 도전율 타입의 블랭킷 확산 장벽 주입부(208)를 갖는 제1 도전율의 제1 에피텍셜층(206)은 반도체 기판(200)의 표면과 기판 웰(204) 상에 배치되고 제2 도전율 타입의 웰(210)은 제1 에피텍셜층(206)에 배치된다. 확산 장벽 주입부(208)는 제1 에피텍셜층(206)에서 발생된 캐리어가 청색 포토다이오드로 상향 이주하는 것을 방지하고 웰(208)은 녹색 포토다이오드용 검출기로서 작용한다.제1 도전율 타입의 제2 에피텍셜층(212)은 제1 에피텍셜층(206)과 그의 웰(210) 표면에 배치되고, (불순물이 소량 도핑된 드레인 주입부일 수 있는) 제2 도전율 타입의 도핑된 영역(214)이 제2 에피텍셜층(212)에 형성된다. 도핑된 영역(214)은 청색 검출기를 형성한다.

매립된 녹색 검출기(210)와 매립된 적색 검출기(204)는 딥 컨택트를 통해 접촉된다. 매립된 녹색 검출기(210)용 컨택트는 제2 에피텍셜층(212)를 통해 형성되고, 매립된 적색 검출기(204)용 컨택트는 제2 에피텍셜층(212)과 제1 에피텍셜층(206)을 통해 형성된다.

도 9의 해치(hatch) 영역은 구조중 p형 및 n형 영역을 생성하기 위해 사용된 불순물 주입부의 대략 위치를 도시한다. 점선(216)은 청색 검출기(214)용 네트-P 및 네트-N 도핑부 간의 대략적인 경계부를 규정한다. 마찬가지로 점선(218)은 녹색 검출기(210)에 접하여 형성하는 제2 에피텍셜층(206)의 표면에 수직인 부분에 대해서 청색 검출기(214)용 네트-P 및 네트-N도핑부 간의 대략적인 경계부를 규정한다. 점선(220)은 적색 검출기(204)에 접하여 형성하는 제2 에피텍셜층(206)의 표면에 수직인 부분에 대해서 적색 검출기(204)용 네트-P 및 네트-N 도핑부간의 대략적인 경계부를 규정한다.

본 명세서에서 설명되는 6층 구조의 다른 실시예가 고려될 수 있으며, 이는 기판, 상기 기판에 배치된 하나 이상의 웰, 하나 이상의 에피텍셜층, 및 하나 이상의 에피텍셜층에 배치된 하나 이상의 웰 중 선택된 층들의 다양한 조합에 의해서 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이, 센서 칩(84)으로서 사용하기에 적합한 광전 변환 장치는 수직 컬러 필터 다중 포토다이오드 구조이다. 다음은 광전 변환 장치 및 상기 광전 변환 장치를 이용하는 방법을 설명한다.

자동 노출 제어를 통합한 예시적인 고감도 화소 센서(230)의 개략도가 도 10에 도시된다. 포토다이오드(232)는 (접지로서 예시된) 고정된 전위의 소스에 결합된 애노드와 캐소드를 가진다. 포토다이오드(232)의 애노드는 MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)의 소스에 결합된 애노드 및 캐소드를 가진다. 포토다이오드(232)의 캐소드는 MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)의 소스에 결합된다. MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)의 게이트는 barrier 제어 전위가 제공될 수 있는 barrier 라인에 결합된다. 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자는 MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)의 이용이 축적 화소 센서(230)에서 소정 감도를 희생하여 선택할 수 있음을 이해할 것이다. 회로 내의 다른 트랜지스터와는 독립적으로, 화상의 보다 어두운 영역에서 감도 (전하-대-전압 변환 이득)를 증가시키기 위해 배리어 트랜지스터(234)가 부가될 수 있다. MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)는 기본적으로 포토다이오드로부터의 모든 전하가 제1 소스 팔로어 트랜지스터(240)의 게이트 용량을 충전하도록 허용하고, 이 경우 제1 소스 팔로어 트랜지스터(240)는 축적 화소 센서(230)가 전하가 포토다이오드 용량과 게이트 용량 모두를 충전시키는 (저 도핑 영역을 위한) 저(低) 이득 모드에서 동작한 이후에, 게이트 전압이 배리어 트랜지스터(234)를 턴 온하기에 충분히 낮게 떨어질 때까지 고(高) 이득을 제공한다.

포토다이오드(232)의 캐소드는 MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)를 통해 (점선의 캐패시터로 도 10에 도시된) 광전하 통합 노드(236)에 결합된다. MOS N-채널 리셋 트랜지스터(238)는 광전하 통합 노드(236)에 결합되는 소스, 리셋 신호가 나타나는 리셋 라인에 결합된 게이트 및 리셋 전위 VR에 결합된 드레인을 가진다.

광전하 통합 노드(236)는 전압 전위 VSFD1에 접속된 드레인을 갖는 제1 MOS N-채널 소스 팔로어 트랜지스터(240)의 고유 게이트 용량을 포함한다. 전압 전위 VSFD1이 전원 전압 V+ (예를들어, 대략 3-5 V)에 고정될 수 있거나 또는 본원에서 이후 설명되는 바와 같이 펄스로 될 수도 있다. MOS N-채널 소스-폴로워 트랜지스터(240)는 소스-폴로워 트랜지스터의 출력 노드(242)를 형성하고 전류원으로서 동작하는 MOS N-채널 소스-폴로워 바이어스 트랜지스터(244)의 드레인에 접속된다. MOS N-채널 소스-폴로워 바이어스 트랜지스터(244)의 소스는 접지 전위 등의 고정된 전압 전위에 결합된다. MOS N-채널 소스-폴로워 바이어스 트랜지스터(244)의 게이트는 바이어스 전압 노드에 접속된다. 바이어스 전압 노드로 나타낸 전압은 MOS N-채널 소스-폴로워 바이어스 트랜지스터(244)를 통해 흐르는 바이어스 전류를 세트한다. 이 전압은 고정될 수도 있고 또는 전력 보존을 위해 펄스로 될 수도 있다. MOS N-채널 소스-폴로워 바이어스 트랜지스터(244)를 사용할지는 선택적인 것이다. 이러한 장치는 자동-노출 검출 기능을 구현하기 위해 포화 레벨 트랜지스터와 조합하여 사용될 수 있다.

소스-폴로워 트랜지스터의 출력 노드(242)는 용량성 저장 노드(246)(도 10에서 파선으로서 캐패시터를 나타냄)에 결합된다. 소스-폴로워 트랜지스터의 출력 노드(242)는 MOS N-채널 트랜지스터(248)를 통해 용량성 저장 노드(246)에 결합될수 있다. MOS N-채널 트랜지스터(248)의 게이트는 XFR 신호가 나타냄에 따라 XFR 라인에 결함된다. MOS N-채널 트랜지스터(248)는 저장 화소 센서에서 선택적인 소자이다.

용량성 저장 노드(246)는 소스-폴로워-드레인(SFD) 전위에 접속되는 드레인과 소스를 갖는 고유의 제2 MOS N-채널 소스-폴로워 트랜지스터(250)를 포함한다. 제2 MOS N-채널 소스-폴로워 트랜지스터(250)의 소스는 MOS N-채널 로우 선택 트랜지스터(254)를 통해 column output 라인(252)에 접속된다. MOS N-채널 로우 선택 트랜지스터(254)의 게이트는 row select 라인(256)에 접속된다.

제2 MOS N-채널 소스-폴로워 트랜지스터(250)는 바람직하게는 큰 디바이스로 제1 MOS N-채널 소스-폴로워 트랜지스터(240)의 에리어의 10 내지 1000배의 게이트 사이즈를 갖는다. 회로의 다른 트랜지스터인, 제1 MOS N-채널 소스-폴로워 트랜지스터(240)는 바람직하게는 최대 길이 및 폭과 근사하게 사이즈된다.

서브 화소이 어드레싱될 수 있는 센서 칩(84)을 설계함으로써 큰 잇점을 달성할 수 있다. 예를들어, 매 4번째 행마다 매 4번째 화소이 순차 어드레스될 수 있으므로 뷰 파인더 화상 당 스캔아웃 타임이 계수 16만큼 단축될 수 있다.

도 11을 참조하면, (도 10에 도시된) 화소 센서(10)를 사용하는 방법을 도시하는 타이밍도이다. 먼저, reset 신호가 하이로 된다. MOS N-채널 리셋 트랜지스터(238)의 드레인에서의 VR 노드가 0 volt 에서 VR volt로 된다. 이러한 동작은 각 광 다이오드(232)의 캐소드에서의 (MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)의 트레시홀드를 줄여) 전압 전위 VR로 둠으로써 어레이 내의 모든 화소 센서를 리셋한다.도 11에 도시된 바와 같은 고 감도 화소 센서를 동작하기 위한 바람직한 방법에 따르면, 전압 VR은 처음에는 낮은 레벨 (예를들어, 0 volt)에 있는 데 비해 reset은 하이로 되어 어레이 내의 모든 광 다이오드의 캐소드 전압을 리셋시키고 화상 래그를 방지하기 위해서는 이들의 상태를 같게 하기 위해 급속하게 로우 값으로 된다. 그러면 전압 VR은 소정 시간 동안 (바람직하게는 수 밀리초 정도에서) 상승 (예를들어, 대략 2volt)하는 한편 reset 신호는 게이트가 대략 2 volt로 고정된 관련 MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)를 통해 모든 화소 센서의 광 다이오드들이 대략 1.4 volt까지 충전되도록 한다. 집적 노드에서 블랙 레벨이 VR로 설정되면, 용량성의 소자가 MOS N-채널 리셋 트랜지스터로부터 일시적으로 턴-오프하는 일은 거의 없고 광 다이오드들은 개별 배리어 트랜지스터 트레시홀드에 의해 결정되는 바와 같이각각의 적당한 레벨로 리셋된다. 이러한 방법의 장점은 트레시홀드가 판독되는 블랙 레벨에 영향을 미치지 않는다는 것이다. reset 종료 이후 인티그레이션이 개시하면, 서브트레시홀드 전도에 의해 배리어 양단에 전하 누출이 여전히 있겠지만, 모든 화소들에 대해 동일하게 또는 적어도 라이트 레벨의 단조 함수 정도로 일것이다.

저장 화소 센서의 특별히 이득이 되는 동작에 따르면, 배리어 트랜지스터(234)와 리셋 트랜지스터(238)가 동일한 전압 트레시홀드(Vth)를 나타내도록 동일하게 사이즈된다. reset 신호의 액티브 레벨은 Vreset＜VR + Vth가 되도록 선택되어 좀 더 나은 비선형성을 추적할 수 있다.

reset 신호가 나타나지 않으면 광 집적이 시작되면, 광 전하 집적 노드(236)상에 전하가 축적된다. MOS N-채널 배리어 트랜지스터(234)가 도전되기 어렵기 때문에 채널 양단의 광 도입 전하는 조금씩 누설되고, 광 다이오드(232)의 캐소드 상의 전압을 낮추지 않고 광 전하 집적 노드(236) 전압을 낮춤으로써 충전한다. 이것은 광 전류에 의해 충전된 용량을 최소화하기 때문에 (광자 당 전압)감도를 최대화할 수 있는 장점이 있다.

당해 분야의 숙련된 자라면 MOS N채널 리셋 트랜지스터(238)이 광다이오드(232)의 캐소드에 바로 연결될 수 있지만, 이러한 구조는 장벽 전압 및 임계치에 비례하여 정확히 설정될 필요가 있다는 점을 이해할 것이다. 임계치가 변화한다는 점에서 이러한 구조는 바람직하지 않다.

제1 MOS N채널 소스 팔로워 트랜지스터(240)의 소스 그리고 그 출력 노드(242)에서의 전압은 그 게이트 (광전하 집적 노드 236)의 전압을 따라 간다. MOS N 채널 전송 트랜지스터(248)를 사용하고 있는 실시예의 경우, XFR 신호는 리셋 주기와 통합 주기 내내 명확하며 도 11에 예시된 바와 같이 통합 주기의 종료를 위해 소멸된다(de-assert). XFR 신호의 로우 레벨은 제로 혹은 대략 -0.2V 정도의 약간의 네가티브 전압으로 설정되어 트랜스퍼 트랜지스터(248)를 완전히 오프시키는 것이 바람직하다.

화소 센서를 읽어 내려면, 제2 MOS N채널 소스 팔로워 트랜지스터(도 11에 VSD2로 표기됨)의 드레인의 SFD 노드는 전압 VSFD로 드라이브되고, 화소 센서(230)를 포함하고 있는 어레이의 행에 대한 row select 신호가 명확해지며, 따라서, 출력 신호는 컬럼N 출력 라인(252)에 드라이브된다. VSFD2 신호를 단정(assert)하는타이밍은 도 11에 예시된 바와 같이 row select 신호가 해제된 후 그 타이밍이 여전히 유지되어야 하는 것을 제외하고는 중요한 것은 아니다. VSFD2가 먼저 상승한다면 row select 신호의 상승 에지에서의 전압 기울기를 제한하는 것이 유리할 수도 있다.

다시, 도 12를 참조하면, XFR 트랜지스터가 존재하지 않는다면, 스토리지 노드는 SFBIAS를 낮추고(제로 또는 대략 -0.2V 정도의 약간의 네가티브 전압) VR을 로우로 설정한 후, reset 신호를 단정함으로써 분리될 수도 있다. 이러한 시퀀스는 그 게이트의 전압을 낮춤으로써 제1 소스 팔로워(240)를 오프시키지만 그 부하 전류를 오프되어 그 출력 전압을 저장하게 된다.

도 12에서, VR 하강 에지와 reset 상승 에지는 종결 신호(terminate signal)에 가깝게 이어지는 것으로 예시되어 있으며, 이는 이들 트랜지스터들이 스토리지 노드를 분리시켜 노출의 끝을 이루기 때문이다. 도 10에서, 대응하는 전이(transitions)는 보다 많은 지연을 갖는 것으로 예시되고 있으며, 이는 XFR 하강은 스토리지 노드를 분리시키는 경우에는 중요하지 않기 때문이다. SFBIAS 신호는 도 12의 경우에만 하강할 필요가 있으며, 이 경우는 바이어스가 정상 상태(steady)일 수 있는 트랜스퍼 트랜지스터가 존재하는 경우이다.

도 12에 예시된 바와 같이, VSFD1는 어느 VSFD1가 펄스화되는지를 예시하기 위한 것이다. 본 명세서에서 개시하고 있는 바와 같이, VSFD1 노드 항상 하이 상태로 남을 수도 있고, 도 12에 도시한 바와 같이 VSFD1은 펄스화되어 전력을 절감할 수도 있다. VSFD1이 펄스화되고 있는 실시예의 경우, 종결은 한 펄스동안 참이될 것이다. VSFD1는 reset가 하이로 될 때까지 하이를 유지하거나 혹은 전송 트랜지스터를 이용하고 있는 실시예의 경우에는 XFR이 로우로 될 때까지 하이를 유지한다.

제2 MOS N채널 소스-팔로워 트랜지스터(250)는 제1 MOS N채널 소스-팔로워 트랜지스터(240)보다 크며, 이에 따라 그 게이트 용량(용량성 스토리지 노드(246)은 대응하여 커진다. 이러한 점은 보다 많은 전하가 용량성 스토리지 노드(246)으로 또는 그 노드로부터 전송되어 광전하 집적 노드(236)의 경우보다 소정의 전압 전압 변화를 발생시켜야 할 필요가 있기 때문에 화소 센서(230)에 부가적인 잡음 면역성에 대한 이점을 제공해준다.

도 11과 도 12에 묘사된 제어 신호는 통상적인 타이밍과 제어 로직을 이용하여 사용될 수도 있다. 이러한 목적의, 타이밍 및 제어 로직 회로(258)가 도 10에 예시되어 있다. 타이밍 및 제어 로직 회로(258)는 특정 실시예에 달려 있겠지만, 그 구체적인 설계는 일단 특정 실시예가 선택되어 도 11과 도 12를 검토해본 당해 분야의 숙련된 자에게는 평범한 문제가 될 것이다.

다시, 도 10을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 화소 센서를 구비하여 사용하기 위한 자동 노출 회로(260)이 개시되고 있다. 어레이내 각각의 화소는 MOS N채널 포화 레벨 트랜지스터를 포함하고 있으며, 이 트랜지스터는 제1 MOS N채널 소스 팔로워 트랜지스터(240)의 출력 노드(242)에 그 소스가 연결되어 있고, SAT. LEVEL 라인(264)에 그 게이트가 연결되어 있으며, 글로벌 전류 합산 노드(266)에 그 드레인이 연결되어 있다. 글로벌 전류 합산 노드(266)은 전류 비교기(268)에연결된다. 당해 분야의 숙련된 자라면, 전류 비교기(268)는 전압 비교기의 한 입력을 구동하는 글로벌 합산 노드(266) 및 전압원 사이에 연결된 저항 혹은 다이오드 부하를 구비할 수도 있음을 인식할 것이다. 전압 비교기의 다른 입력은 바람직한 개수의 포화 화소를 표현하는 전압에 연결된다. 이와 달리, 아날로그-디지털 변환기가 사용되어 그 비교가 디지털 적으로 행해질 수도 있다.

바이어스 트랜지스터(244)가 존재하는 경우에 한해서, 포화 레벨 트랜지스터(262)가 사용되어 포화 화소 센서로부터의 바이어스 전류를 글로벌 전류 합산 라인으로 전환시킬 수도 있으며, 이 라인은 얼마나 많은 화소들이 포화 레벨에 도달하였는지를 판정하기 위해 노출시 모니터링 될 수 있다. 외부 회로는 포화 상태로 간주하기 위한 임계치를 제어할 수 있으며, 또한 전류를 단지 임계치와 비교하는 것이 아니라 그 전류를 측정할 수 있으므로, 이러한 추가된 트랜지스터와 전역(global) 전류 가산 라인을 이용함으로써, 임의의 특정 레벨에 도달한 화소 센서의 개수를 측정할 수 있게 된다. 따라서, 임계치(SAT 레벨)의 신속한 변화를 부여하고, 예컨대 A/D 변환기와 프로세서에의 입력을 이용하여, 신속한 측정을 수행함으로써, 노출시 노출 레벨에 대한 완전한 누적 히스토그램에 접근할 수 있으며; 이러한 정보로부터 바람직한 실시예에서 채용한 단순한 임계치 방법에 비해 훨씬 우수한 노출 레벨에 대한 복잡한 판정을 수행할 수 있다.

바이어스 트랜지스터(244)가 존재하는 경우, 저장 노드를 이격시킴으로써 바이어스 트랜지스터(244)와 제1 소스 팔로워(240) 양자를 턴오프시키는 타이밍 신호가 생성된다. 하나의 논리 신호의 제어에 의해 저장 노드를 이격시킬 수 있는 전송 트랜지스터(248)를 포함시킴으로써, 저장 장치의 집적도(storage integrity)의 관점에서 간단하고 잠재적으로 유리하다. 제1 소스 팔로워 트랜지스터(240)를 턴오프시켜 우수한 신뢰도로 reset 및 VR 신호를 조정함으로써 기존에는 복잡했던 문제를 전송 트랜지스터(248)에 의해 해결할 수 있기 때문에, 바이어스 회로가 없이도 전송 트랜지스터(248)를 기본 회로에 추가시킬 수 있으며, 이는 유사한 장점을 제공한다.

동작시, SAT 레벨 라인(44)은 선택된 광전하 포화 레벨에 대응하는 전압 VSAT으로 구동된다. 광전하의 축적은 제1 MOS N채널 소스 팔로워 트랜지스터(240)의 출력 노드(242)를 햐향 구동시키므로, MOS N채널 포화 레벨 트랜지스터(262)는 초기에 전압 VSAT에 있는 그 게이트 전압이 노드(236)에서의 전압보다 낮기 때문에 턴오프된다. MOS N채널 포화 레벨 트랜지스터(262)는 광전하 집적 노드(236)에서의 광전하의 축적으로 인해 그 전압이 전압 VSAT 아래(즉 제1 MOS N채널 소스 팔로워 트랜지스터(240)의 출력 노드(242)와 공통인 MOS N채널 포화 레벨 트랜지스터(262)의 소스에서의 전압으로서 전압 VSAT 보다 Vt 아래의 레벨)로 하강될 때까지 오프 상태에 머문다. 이 시점에서, MOS N채널 포화 레벨 트랜지스터(262)는 턴온되어 전역 전류 가산 노드(266)로부터 전류(바이어스 트랜지스터(244)를 흐르는 바이어스 전류 이하)를 끌어 들이기 시작한다.

본 기술분야의 전문가들은, 어레이 내의 다른 화소 센서들도 충분히 광전하를 축적하기 시작하여 그들의 MOS N채널 포화 레벨 트랜지스터(262)들을 턴온시킴으로써, 노드(266)로부터 추가 전류를 끌어 들여 전역 전류 가산 노드(266) 상의전압을 더욱 하강시킬 것임을 인식하고 있다. 본 기술분야의 전문가들은, 비교기(268)는 전압 비교기로 구성되어, 그 한 입력은 전역 전류 가산 노드(266)에 접속되고, 다른 한 입력은 선택된 개수의 화소가 포화될 때, 즉 그들의 MOS N채널 포화 레벨 트랜지스터(262)가 턴온되는 경우에, 전역 전류 가산 노드(266) 상의 전압에 대응하도록 선택된 전압 VTERM에 접속되도록 할 수도 있음을 인식하고 있다. 전역 전류 가산 노드(266) 상의 전압이 VTERM과 동등한 경우, 비교기(268)는 노출 종료 신호를 생성하여 수개의 방법들 중의 하나로서, 예컨대 기계식 셔터를 닫거나 노출 종료 신호(예컨대 XFR 신호 등)를 개시하여 화소 센서를 제어함으로써 노출 기간을 종료시키도록 할 수 있다. 이 노출 종료 신호는 필요한 경우 스트로브 플래시를 점멸하는데 이용될 수도 있다.

다른 방법으로서, A/D 변환기(270)가 전역 전류 가산 라인(266)에 접속되어 그 전역 가산된 전류를 나타내는 전압을 참조 부호(272)로 도시된 스마트 자동 노출 알고리즘을 이용하여 처리될 수 있는 디지털 값으로 변환되도록 할 수도 있다.

자동 노출 회로(260)는 소스 팔로워 트랜지스터(240)의 드레인에 VSFD1 신호를 펄스 구동하고, 이와 동시에 SF 바이어스 신호 중 일방 또는 양방을 소스 팔로워 바이어스 트랜지스터(244)의 게이트에 인가하고, 이와 동시에 SAT 레벨 신호를 포화 레벨 트랜지스터(262)의 게이트에 인가함으로써, 절전 모드에서 구동되도록 할 수 있어 유리하다. 이 모드에서는, 이들 신호가 펄스 구동되는 경우에만 자동 노출 검지 전류가 흐르게 되어, 이 때 과도 노출의 검지가 수행된다. 광집적시 다른 시간에는, 각 화소로부터 과도 노출 검지 전류가 흐르지 않으므로 전력이 절감된다. 이러한 모드로 구동되는 경우, 자동 노출 회로(260)는 우수한 신호 대 잡음비로서 높은 전류 레벨에서 사용될 수 있어 유리하다.

자동 노출 회로(260)의 다른 구동 모드에 따르면, 어레이 내의 모든 포화 레벨 트랜지스터(262)의 게이트에서의 SAT 레벨 전압은 영(0)에서 최대 레벨까지 구동될 수 있으므로, 어레이 내의 모든 화소의 상태가 완전한 누적 분포를 이루지 않는다. 이러한 구동 모드는 A/D 변환기(270)가 자동 노출 회로(260) 내에 사용된 경우에 가장 적합하다. 선택적인 전송 트랜지스터(248)를 채용한 실시예에서는, 가변 SAT 레벨 전압에 클리핑되지 않는 신호 전압을 저장하기 위하여, 매 측정 주기 마다 SAT 레벨 전압을 상승시키기 전에 이 장치를 턴오프시키거나, 또는 SAT 레벨 전압을 강하하여 추가의 주기를 수행해야 한다. 이 누적 분포 정보를 이용할 수 있는 자동 노출 알고리즘의 일례는 백클릿(backlit)이거나 또는 그렇지 않은 것과 같은 배경들을 분류하고 분포를 분석하며, 노출 동안에, 적절하게 SAT.LEVEL 및 i-임계의 상이값들을 설정하는 것이다.

상술한 바와 같이, 화소의 서브셋이 어드레싱될수 있는 센서 칩(84)용 디자인을 사용함으로써 큰 이점들이 성취될 수 있다. 다음에 센서 칩(84)에 집적하기 위한 어드레싱 로직에 대해 보다 상세히 기술한다.

도 14는 스캐닝 회로를 구비하는 전자 카메라(280)의 블록도를 도시한다. 전자 카메라(280)는 능동 화소 센서 어레이 등의 화소 센서 어레이(282)를 포함한다. 화소 센서 어레이(282)는 플렉시블 어드레스 생성기 회로(284)에 의해 제어된다. 플렉시블 어드레스 생성기 회로(284)는 어레이(282)에서 판독 화소 데이터를제어하는 데 필요한 모든 신호를 제공하는 제어 회로(286)에 의해 제공된다. 플렉시블 어드레스 생성기 회로(284) 및 제어 회로(286)는 화소 센서 어레이(282)로부터 모든 고 해상도 화상 데이터(full high-resolution image data)를 판독하여 기억 시스템(288)에 그 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 화소 센서 어레이(282)는 디지털 정지 또는 비디오 카메라에 사용하기에 적합한 고 해상도 능동 화소 센서 어레이이다. 일반적으로 그러한 능동 화소 센서 어레이는 뷰스크린 상에 디스플레이되어, 사용자가 그 화상을 보고 조정할 수 있다. 또한 플렉시블 어드레스 생성기 회로(284) 및 제어 회로(286)는 센서 어레이(282)와 같이 동일 실리콘 상에 집적될 수 있고, 화소 센서 어레이(282)로부터 생산된 전체 화상의 해상도 보다 낮은 해상도를 가지는 뷰파인더 디스플레이에 화소 데이터를 제공하는 데 사용될 수도 있다.

도 15는 도 14의 플렉시블 어드레스 생성기 회로(284) 및 제어 회로(286)를 포함하는 예시적인 스캐닝 회로를 보다 상세히 도시하는 블록도이다. 스캐닝 회로의 바람직한 실시예의 주요 콤포넌트들이 도15에 도시된다. 능동 화소 센서 어레이(282)는 N 로우와 M 컬럼의 화소 센서를 갖는다. 능동 화소 센서 어레이(282)는 row select 라인(300)을 통하여 스캐닝 회로 콤포넌트 들의 나머지 및 column output 라인(302)에 접속된다. 능동 화소 센서 어레이(282)에서 화소 센서의 각 행을 위한 단일 row select 라인 및, 능동 화소 센서 어레이(282)에서 화소 센서의 각 컬럼을 위한 단일 column output 라인이 존재한다. 따라서, 도시된 능동 화소 센서 어레이(282)를 위해 N 로우-어드레스 라인(300) 및 M column output라인(302)가 존재한다.

로우-어드레스 라인 신호는 로우 어드레스 생성기(306)로부터 구동되는 로우-어드레스 디코더(304)에 의해 생성된다. 컬럼 라인 출력 선택은 컬럼 어드레스 생성기(310)로부터 구동되는 컬럼 선택기(308)에 의해 수행된다. 컬럼 선택기(308)는 종래기술에서 공지된 바와 같이 디코더 또는 다른 멀티플렉싱 수단들을 포함할 수 있다. 로우 어드레스 생성기9306) 및 컬럼 어드레스 생성기(310)는 일반화된 카운터로 간주될 수 있으며, 제어 회로(312)에 의해 제어된다.

도 15에서, 제어 회로(286)는 기술되지 않으며, 선택된 이미저 어레이(imager array)의 개시 및 제어의 필요성에 기반하여, 능동 화소 센서 어레이가 반복적으로 개시되고 판독되도록 하는 여기에 특정된 기능들으로부터 본 기술분야에서 통상적인 기술을 가진 자에 의해 로우 및 컬럼 어드레스 생성기(306 및 310)를 제어하도록 쉽게 구현될 수 있다.

로우 어드레스 생성기(306) 및 컬럼 어드레스 생성기(310)는 제어 회로(312)의 제어 하에서 동작하는 부하 가능 카운터(loadable counter)들이다. 각 카운터는 개시 어드레스(starting address)와 함께 부하되고, 그리고 나서 정지 어드레스가 제어 회로에 "정지와 같음(Equal to stop)" 출력 신호를 제공하는 시간에 도달할 때까지, K 증분(increment)씩 카운트하도록 클록킹(clocking)된다. 그리고 나서, 카운더는 개시 어드레스로 리셋되고 스퀀스가 다시 시작된다. 로우 및 컬럼 어드레스 생성기(306)에서의 카운더들은 하나 이상의 모드에 대한 설정에서 개시 어드레스, 정지 어드레스의 값 및 K 값을 저장하는 레지스터를 포함한다. 제어 회로(312)와 로우 및 컬럼 어드레스 생성기(306 및 310)는 로우의 각 선택 컬럼을 통해 클록킹하도록 배열되고, 로우 어드레스 생성기를 K 만큼 증가시켜 다음 선택 로우의 각 선택 컬럼을 클록킹한다.

제어 회로(312)의 로우 어드레스 생성기 신호들 중에 "정지와 같음" 신호는 최종 로우를 스그날링(signaling)하고 제어 회로(312) 센서 어레이를 순차적으로 개시시키므로, 로우의 각 풀 사이클이 완료된 후에 새로운 화상이 캡쳐된다.

센서 어레이의 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자는, 기타 타이밍 신호 및 지연이 로우간에 또는 화상간에 요구될 수 있다는 점을 통찰할 것이며, 또한 지연 엘리먼트와 기타 로직 및 타이밍 엘리먼트가 이러한 지연들 및 부가적인 타이밍 신호를 실현하고, 화상 노출을 동기화하고 카메라 시스템의 다른 부분으로 판독하는데 채용될 수 있다는 것을 통찰할 것이다. 도 15에 도시된 모드 데이터 라인들은 카운터의 레지스터에 모드 정의 데이터를 저장하고 임의 특정 시간에 구동되는 모드를 선택하기 위한 통상적인 경로를 가리킨다. 각 카운터에 대한 상보 제어 신호는 모드 데이터에 포함된다.

본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것과 같이, 플렉시블 어드레스 발생기의 정지 검출 특징은 선택적이고 다른 선택적인 실시예들에서 많은 다른 방식으로 구현될 수 있는 기능이다. 예를 들면, 이미저(imager)로부터 저장 시스템으로 화상 데이터를 송신하는 제어 로직은 로우와 컬럼을 카운트할 수 있고 소정량의 화소 데이터가 송신된 경우 정지할 수 있다. 또한, 어레이로부터 화소 데이터를 수신하는 유닛은 로우와 컬럼을 카운트하고 소정량의 화소 데이터가 수신된 경우 제어기에게 정지하라고 신호할 수 있다. 이들 스킴들 중 어떤 것이 사용되더라도, 이미저 집적 회로로 실시간으로 송신하거나 또는 이미저 집적 회로로 부터 실시간으로 송신되는데 카운터 또는 어드레스 정보가 필요하지 않는 이점을 제공한다.

액티브 화소 센서 어레이(282)로부터 화상를 X 방향 또는 Y 방향중 어느 한 방향으로 미러(mirror)하고자 한다면, 상보 제어 신호가 사용된다. 화상는 일반적으로 컬러 분리 프리즘에 의해 3개의 서로 다른 컬러 빔으로 분리되고 각각의 분리된 컬러 빔은 서로 다른 액티브 화소 센서 어레이로 보내진다. 이러한 프리즘은 다른 2개의 컬러 분리 빔에 대해 미러되는 하나의 컬러 분리 빔을 생성할 수 있다. 그 후, 3개의 컬러 분리 빔들이 최종 화상를 형성하기 위해 재결합하기 전에 특정 컬러 빔 화상를 다른 컬러 빔 화상들과 동일한 배향으로 복귀시키기 위해 판독 반전(readout reversal)에 의한 재미러링(remirroring)이 필요할 수 있다. 상보 제어 신호는, 최상위 로우 또는 컬럼 어드레스에서 카운트를 감산하여 로우 또는 컬럼 어드레스 카운터의 화소 센서 어드레싱 스킴을 반전시킬 것이다. 2의 멱(a power of two)과 같은 크기를 갖는 전형적인 이미저의 경우, 이러한 감산은 "1의 보수"로 알려져 있으며, 이는 각 비트의 반전이고, 특정 액티브 화소 센서 어레이가 미러된 방식으로 판독되도록 하고 결과적인 화상를 원하는 배향으로 복귀한다.

제어 회로(312)로부터 load 신호를 수신한 후, 로우 어드레스 발생기(306)는 액티브 화소 센서 어레이(282)로부터 선택될 화소 센서들의 제1 로우의 어드레스를 모드 데이터로부터 로딩한다. 로우 어드레스 발생기(306)가 클럭될 때마다, 선택될 다음 로우의 어드레스를 로우 디코더(304)로 제공한다. 로우 어드레스 카운터(306)는 화상 해상도 출력의 서로 다른 모드들에 대응하는 몇개의 서로 다른 로우 어드레스 연산 모드들을 보유하도록 설계된다.

로우 어드레스 발생기(306)는 액티브 화소 센서 어레이(282)의 화소 센서들의 소정의 로우들을 선택적으로 스킵하도록 KN씩 카운터되는(count-by-KN) 스킴을 구현한다. 예를 들면, 화소 센서들이 스킵되지 않는 상세 모드인 경우, KN=1이고 임의의 로우들을 스킵하지 않도록 로우 어드레스 발생기(306)가 로우 디코더(300)에 지시한다. 중간 및 풀 줌 모드 모두에서는, KN > 1이고 로우 어드레스 발생기(306)는 선택될 다음 로우의 어드레스의 연산을 KN만큼 증가시킨다. 로우 어드레스 발생기(306)는 로우 디코더(304)에 각 연산된 로우 어드레스를 제공할 것이다. 중간 줌 및 풀 프레임 뷰스크린 표시 모드에서는, 액티브 화소 센서 어레이(282) 상의 소정의 로우들이 어레이 판독 동안에 스킵될 것이다.

선택될 각 로우의 어드레스는 로우 어드레스 발생기(306)에 의해 로우 디코더(304)로 제공되며, 이는 본 기술 분야에서 알려진 것과 같이 제공된 어드레스에 기초하여 적당한 row select 라인(300)을 선택한다. 로우 라인을 선택하는 것은 선택된 로우 라인과 연관된 화소 센서들의 선택 노드들을 활성화하기 위해 로우 라인 상에 신호를 배치하는 것을 나타낸다.

컬럼 어드레스 발생기(310)는 로우 어드레스 발생기(306)와 같은 방식으로 기능한다. load 신호가 제어 회로(286)로 부터 수신되면, 컬럼 어드레스 발생기(310)는 액티브 화소 센서 어레이(282)로부터 판독될 제1 컬럼 어드레스를모드 데이터로부터 로딩한다. 컬럼 어드레스 발생기(310)는 선택될 후속 컬럼들의 어드레스를 연산하도록 KM씩 카운트되는(count-by-KM) 스킴을 구현한다. 그 다음, 컬럼 어드레스 카운터(310)는 컬럼 선택기(308)에 컬럼 어드레스를 제공한다. 컬럼 어드레스 발생기(310)의 어드레싱 스킴은 컬럼 선택기(308)로 하여금 액티브 화소 센서 어레이(282) 상에 소정 컬럼의 화소 센서들을 선택적으로 스킵하게끔 한다. 컬럼 어드레스 발생기(310)는, 화상의 해상도 및 위치 출력의 서로 다른 모드들을 고려하는 개시, KM, 및 정지 데이터의 소정의 세트들을 보유하도록 설계된다.

컬럼 선택기(308)의 여러개의 상이한 실시예들이 가능하다. 컬럼 선택기(308)는 스위치를 통해 column output 라인 및 화소값 출력 라인에 연결된 컬럼 디코더를 포함할 수 있다. 스위치는 컬럼 디코더가 적합한 column output 라인을 턴온할 수 있게 하며, 그 컬럼으로부터 화소값 출력 라인으로 소망하는 화소 센서 출력값을 전송한다. 대안으로, 컬럼 선택기(308)는 column output 라인에 연결된 이진 트리 컬럼 선택기를 포함할 수 있다.

도 16은 스캐닝 회로에 의해 수행되는 다양한 화소 센서 선택 모드에 대해 화소 센서 선택 스킴을 구현하는 바람직한 방법을 도시하는 흐름도이다. 이 흐름도에서, 현재의 로우 어드레스 번호는 n으로써 주어지고, 현재의 컬럼 어드레스 번호는 m으로 주어진다. 로직은 KN씩 카운트되는(count-by-KN) 로우 스킵 스킴과 KM씩 카운트되는 컬럼 스킵 스킴을 구현한다. 판독은 Nstart 로우 및 Mstart 컬럼에서 시작하여, Nstop 로우 및 Mstop 컬럼에서 종료한다.

먼저, 단계 320에서, 스캐닝 회로는 n=Nstart로 선택되어질 제1 로우 어드레스 번호를 초기화한다. 단계 322에서, 스캐닝 회로는 m=Mstart로 선택되어질 제1 컬럼 어드레스 번호를 초기화한다. 단계 324에서, 스캐닝 회로는 화소 센서 (n,m)을 판독한다. 그 다음에 스캐닝 회로는 현재 판독중인 로우의 최종의 소망하는 컬럼에 도달했는지를 체크한다. 단계 326에서, 스캐닝 회로는 m=Mstop인지의 여부를 결정한다. 만약 아니면, 스캐닝 회로는 단계 328에서 컬럼 어드레스 번호 카운트를 증분하고, m=m+M으로 설정한다. 스캐닝 회로는 그 다음에 단계 324로 복귀한다. 만약 m=Mstop이면, 스캐닝 회로는 단계 330으로 진행한다.

단계 326에서 m=Mstop이 참이면, 그 다음에 단계 330에서 n=Nstop 이고 로우 카운트가 최종의 소망하는 로우인지의 여부가 결정된다. 만약 아니라면, 단계 332에서 로우 카운트는 n=n+KN으로 설정된다. 그 다음에 스캐닝 회로는 단계 322로 되돌아가고, 단계 322에서 컬럼 어드레스를 Mstart로 재초기화하고 다음 로우로부터 화소 센서를 선택하는 것을 계속한다. 만약 n=Nstop 이고 로우 카운트가 최종의 소망하는 로우라면, 모든 소망하는 화소 센서들을 판독한 것이고, 단계 334에서 화소 센서 판독이 종료된다.

각각의 화소 센서 어레이 판독 모드는 서로 다른 값들의 Nstart, Mstart, Nstop, Mstop, KN 및 KM을 갖는다. 고해상도 부분화상 표시 모드에서, 사용자는 Nstart와 Mstart를 선택할 것이다. 이 모드는 어떠한 화소 센서도 스킵하지 않으므로 KN과 KM은 모두 1로 될 것이다. Nstop과 Mstop은 능동 화소 센서 어레이의 크기와 관련하여 뷰스크린의 크기에 의해 결정될 것이다. 스캐닝 회로는, 사용가능한 뷰스크린 공간 상에 더이상의 화소 센서가 표시될 수 없을 때까지, 임의의 선택된 시작 위치로부터 순차적으로 능동 화소 센서 어레이로부터 화소 센서들을 판독할 것이다.

전체 프레임 뷰스크린 표시 모드에서, 뷰스크린 상에 전체 화상가 표시되므로, Nstart와 Mstart는 모두 0이 될 수 있다. N로우 ×M 컬럼 능동 화소 센서 어레이에 대해, Nstop과 Mstop을 각각 N과 M 보다 작은 KN과 KM의 최소공배수로 설정함으로써, 0으로부터 KN과 KM 만큼 카운팅하는 것은 정지값에 정확하게 도달할 것이다. 대안으로, 단순 등가 검출기 보다는 디지털 크기 비교기를 사용하여, 정지값 N-KN 및 M-KM을 사용할 수 있다. KN과 KM은 뷰스크린 크기에 대한 능동 화소 센서 어레이 크기의 비에 기초하여 결정될 것이다.

중간 줌 모드에서, 사용자에 의해 Nstart와 Mstart를 임의로 선택한다. KN과 KM은, 고해상도 부분 화상 표시 모드와 저해상도 전체 프레임 뷰스크린 모드 사이의 뷰스크린 화상 해상도를 생성하기 위해 선택된 이전에 저장된 값들이다. Nstop과 Mstop은 뷰스크린의 크기와 KN 및 KM값들에 의해 결정될 것이다. 스캐닝 회로는 능동 화소 센서 어레이로부터 순차적으로 화소 센서들을 판독할 것이며, 로우를 KN 씩, 컬럼을 KM 씩 카운팅한다. 능동 화소 센서 어레이 판독은 임의의 선택된 시작 위치로부터 시작하여, 더 이상의 화소들이 뷰스크린 상에 표시되지 않을 때까지 진행된다.

도 16에 도시된 화소 센서 어드레싱 방법은 x-y 매트릭스로 배열된 화소 센서들의 로우 및 컬럼을 포함하는 능동 화소 센서 어레이에 대해 설계되어 있다. 이 x-y 좌표 시스템 매트릭스는 현재 능동 화소 센서 어레이의 바람직한 실시예이지만, 설명된 화소 센서 선택 방법은 다른 좌표 시스템을 사용하는 매트릭스에 적용될 수 있다.

로우 어드레스 생성기(306) 및 컬럼 어드레스 생성기(310) 둘 다의 예시적 실시예에서의 컴포넌트가 도 17에 도시되어 있다. 도 17은 플렉서블 어드레스 카운터(340)의 1 비트 슬라이스를 도시한 개략도이다. 플렉서블 어드레스 카운터(340)에 사용된 전체 비트 수는 액티브 화소 센서 어레이의 크기에 따라 달라질 것이다. 더 큰 화소 센서 어레이 크기는 보다 많은 최대 로우 및 컬럼-어드레스 카운트를 필요로 하여서 추가 플렉서블 어드레스 카운터 비트를 필요로 할 것이다.

플렉서블 어드레스 생성기(340)는 3그룹의 어드레스 선택 파라미터를 저장하기 위한 3그룹의 레지스터(레지스터(342) 그룹에 의해 생성된 모드0, 레지스터(344) 그룹에 의해 생성된 모드1, 및 레지스터(346) 그룹에 의해 생성된 모드2)를 갖는다. 각 레지스터 그룹은 3개의 레지스터 비트 및 3개의 CMOS 전달 게이트를 포함한다. 모드0에 해당하는 그룹(342)은 레지스터 비트(348, 350, 및 352)와, CMOS 전달 게이트(354, 356, 358)를 포함한다. 모드1에 해당하는 그룹(344)은 레지스터 비트(360, 362, 및 364)와, CMOS 전달 게이트(366, 368, 및 370)를 포함한다. 모드2에 해당하는 그룹(346)은 레지스터 비트(372, 374, 및 376)와, CMOS 전달 게이트(378, 380, 및 382)를 포함한다. 레지스터에 저장된 모드0, 모드1, 및 모드2 데이터 사이의 선택은 각각 모드 0, 모드1, 및 모드2 제어 라인(384, 386, 및 388)을 사용하여 만들어진다.

기술에서의 숙련자라면 도 17에 도시된 3개의 다른 그룹의 레지스터가 순수하게 예시적인 것임을 알 수 있을 것이다. 플렉서블 어드레스 생성기(340)는 주사 회로의 상이한 화소 센서 선택 모드에 해당하는 임의의 수의 레지스터 그룹을 가질 수 있다.

화소 센서 어드레스 선택 모드에 해당하는 각 그룹의 레지스터는 서로 다른 카운팅 시퀀스에 대하여 start, K, 및 Stop을 보유한다. 3개의 값은 어드레싱 카운팅 스킴(scheme)의 시작 어드레스 값(start)을 설정하기 위해, 화소 센서 어드레스 카운트를 증가시키는 증가 값(K)을 설정하기 위해, 또한 종료 지시(Stop)에 대해 비교하기 위한 카운터용 입력을 제공한다. 각각의 상이한 모드에서, 서로 다른 화소 센서 어드레스 카운팅 스킴이 생성될 것이다. 각 카운팅 시퀀스 모드에 대한 레지스터는 기술에서 공지된 바와 같이 전형적인 수단으로 로딩가능하여서, 그들 값은 사용자에 의해 시작 위치 및 관찰하는 모드에 따라 변할 수 있다.

start 값은 레지스터 비트(352, 364, 376)에 보유된다. 모드0, 1, 또는 2인지에 따라 이들 3개의 레지스터 비트 중 하나는 라인(392)에 K 값을 위치시킬 것이다. Stop 값은 레지스터 비트(348, 360, 및 372)에 보유된다. 모드0, 1, 또는 2가 선택됨에 따라 이들 3개의 레지스터 비트 중 하나는 라인(394) 상에 Stop 값을 위치시킬 것이다.

도 14에 도시된 제어 회로(286)는 도 17에 도시된 프렉서블 어드레스 생성기(340)에, Load, clock, 및 상보 신호를 제공한다. Load 신호(396)는 카운터 상태 플립-플롭(398)이, 라인(390) 상의 선택된 모드로부터 제공된 start 값을 설정하게 한다. clock 신호(400)는 프렉서블 어드레스 생성기의 상태 변화에 대한 동기를 제공한다.

clock 신호(400)는 가산기(402)가 전체 출력, 현재의 값 + K을 플립-플롭(398)에서 다음 카운터 상태로서 저장되게 한다. 카운터 상태 플립-플롭(398)이 이전 클럭으로 인해 증가하기 때문에, 정지 체크(404)에 플립-플롭(398)내의 현재의 값을 제공하고, 정지 체크(404)는 1개의 인버터(406), 3개의 NAND 게이트(408, 410, 및 412), 및 AND 게이트(414)를 포함한다. 정지 체크(404)는 라인(394) 상의 Stop 값과, 플립-프롭(398)에 저장된 현재의 값을 비교한다. 플립-플롭(398)에 저장된 현재의 값이 Stop 값과 같고 Equal-In 라인(422)이 어써트되면, 정지 체크(404)로부터의 출력이 Equal-Out 라인(416)을 어서트한다.

도 17에 도시된 플렉서블 어드레스 생성기(340)는 리플 카운터, 보다 자세하게는 리플-캐리 누산기이다. 리플 카운터는 기술에서 잘 공지되어 있다. 이 디바이스는, 유효 결과를 생성하기 위해 각각의 상위 단계(more significant stage)가 하위 단계(less significant stage)로부터 전달된 데이터를 수신할 것이기 때문에, 일반적으로, 리플 카운터라 불린다. 도시된 리플 카운터는 본 발명에 개시된 주사 회로에 대한 바람직한 카운터 실시예이지만, 다른 타입의 디지털 카운터들 또한 플렉서블 어드레스 생성기(340)의 카운팅 기능을 수행하는 데 사용될 수 있다.

플렉시블 어드레스 발생기(340)의 각 비트 슬라이스는 2진 전가산기(402)를 포함한다. 전가산기(402)는 3개의 입력들: A, B, 및 이전 하위 유효 단계로부터의 캐리-인(Ci)을 갖는다. 전가산기(402)는 또한 2개의 출력들: 결과합 S 및 다음 상위 유효 단계로의 캐리-아웃(Co)을 갖는다. A 입력은 라인(392) 상의 K값으로부터 취해진다. Ci 캐리 입력은 라인(398)로부터 취해지고 Co 캐리 출력은 라인(420) 상에 위치된다.

플렉시블 어드레스 카운터의 이전 하위 유효 단계로부터의 정지값과 같은 입력 리플 신호(input ripple equal-to-stop signal)(Eqi)는 라인(422)에서 캐리된다. 정지 체크(404)의 출력 및 정지값과 같은 입력 리플 신호(Eqi)(422)는 AND 게이트(414)로 입력된다. AND 게이트(414)는, 라인(416) 상에서 캐리(carry)되며 플렉시블 어드레스 발생기(340)의 다음 유효 단계로 입력되는 정지값과 같은 출력 리플 신호(Eqi)를 생성한다. 최하위 유효 단계의 Eqi가 논리 1로 와이어드(wired)된다는 가정하에서, 최상위 유효 단계로부터의 Eqo는 모든 카운터 비트들이 정지값을 일치시킨다는 것을 의미하도록, Eqi(422) 및 Eqo(416) 신호들이 플렉시블 어드레스 카운터(340)의 각종 비트 슬라이스들을 내부접속시킨다.

상보 신호(424)는 플렉시블 어드레스 발생기(340)에 의해 생성된 카운팅 시퀀스를 반전시키기 위해 멀티플렉서(426)의 플립플롭(398)으로부터 출력 신호의 보수의 사용을 트리거한다. 출력 어드레스 비트(Ai)(428)는 원하는 행 또는 열을 결정하기 위해 플렉시블 어드레스 발생기(340)의 모든 다른 비트 슬라이스들의 출력 어드레스 비트들과 결합될 것이다. 이 최종 행 또는 열 어드레스는 다음 원하는 화소 센서의 행 또는 열 어드레스를 선택하도록 행 디코더 또는 열 선택기로 각각 송신된다.

부가적인 유연성을 제공하기 위해, 카운터들을 증가시키기는데 사용되는 K값은 비정수(non-integer) 값으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 2개의 부가 비트 슬라이스들이 K값으로 사용될 수 있어, 모든 start, K값, 정지, 및 1/4 화소 유닛들에 대한 어드레스가 해결된다. 2개의 저차 여분 비트들은 카운터들에 포함되지만 디코더로 가는 도중에 버려진다. 전체 프레임을 주어진 표시 사이즈에 보다 가깝게 맞추게 하는 본 예의 식은:

K = (1/4)*실링(4*max(N/Vr,M/Vc))이고, 이는, 정수

실링(4*max(N/Vr,M/Vc))

과 동등한 비트들을 갖는 K 레지스터를 부하하는 것을 의미한다.

다른 2의 거듭제곱들에 대한 일반화는 당업자들에게 자명하고, 상기 식의 "4"는 정확한 j 부분 비트들을 위해 2^j로 대체된다.

2개의 여분 비트들은, 카운터들에 포함되는 것에 의해, 줌 기능의 미세입자 제어가 가능해진다. 예를 들면, K가 2.25로 되도록 프로그램되고, start = 1이면, 카운터는 어드레스들 1, 3.25, 5.5, 7.75, 10, 12.25, 14.5, 16.75, 19 등을 산출할 것이다. 이 카운터 시퀀스는 1, 3, 5, 7, 10, 12, 14, 16, 19로 잘려나갈 것이고, 통상 2만큼 점프하지만 4번중의 1번은 3만큼 점프하기 때문에 평균 2.25만큼 점프한다. 이러한 부가적인 부분 비트들을 사용하는 경우, 1 이하의 K 값들을 설정한느 것도 가능하고, 이 경우, 화소 응답에 의한 줌인 모드들은 행들과 열들의 판독을 수배 가능하게 하는 형상(imager) 타입들에 있어서 가능하다.

또한, 당업자들에게는, KN 또는 KM이 모두 0으로 설정되는 경우에, 정지-검출 기능이 이들 모드를 위해 작용하지 않는 것을 배제하면, 단일 행 또는 단일 열이 스크린을 채우기 위해 복제될 수 있다는 것이 자명할 것이다.

도 18을 참조하면, 간략화된 개략적인 도면이 도 17의 복수의 플렉시블 어드레스 발생기 비트 슬라이스들(340)로부터 형성되는 예시적인 n비트 플렉시블 어드레스 발생기를 도시하고 있다. 도 18에 도시된 플렉시블 어드레스 발생기의 2개의 하위 비트 스라이스들은 이하에 개시된 바와 같이 어드레스 출력들(208)이 사용되지 않는 2개의 선택적인 부분 어드레스 비트들을 포함한다.

도 18은 플렉시블 어드레스 발생기를 이루는 개별적인 비트 슬라이스들 사이의 모든 내부 접속들을 도시한다. 도 18 좌측의 제어 라인들은 도 17의 대응부분들로서 동일한 참조부호가 부기된다. 또한, D클록 제어 라인(430) 및 데이터 입력 직렬 데이터 입력 라인(432)이 도 18에 도시되어 있다. 이 라인들은 데이터를 당해 기술 분야에서 잘 공지된 통상의 시리얼 방식으로 모드 0, 모드 1, 및 모드 2 레지스터들(342, 344, 346)에 데이터를 부하하는 데 사용된다. 당업자는 데이터 입력 구조가 도 18에 예시된 시리얼 데이터 입력 라인(432) 대신에 병렬 데이터 입력 버스로 구현될 수도 있다는 것을 알 것이다.

N 또는 M, 또는 둘다가 2의 멱승과 정확하게 같지 않는 사이즈를 갖는 어레이들도 사용될 수 있다. 도 19는 예를 들어 N=80인 유용한 예시적인 실시예의 개략도이다. 이 사이즈 N은 64와 128(각각 6과 7 어드레스 비트) 사이에 있다. 그러므로, 어드레스 생성기는 7 어드레스 비트를 필요로 할 것이다.

도 19에 플렉서블 어드레스 생성기의 모든 7 비트 슬라이스들에 대한 플립플롭들과 멀티플렉서들이 도시되어 있다. 프립플롭들은 참조 번호 398-0 내지 398-6으로 식별되고, 멀티플렉서들은 참조 번호 426-0 내지 426-6으로 식별된다. 각 경우에, 참조 번호의 첨수는 도 19의 회로 소자들과 연관되는 어드레스 비트를 나타낸다.

도 19에 지시된 바와 같이, 어드레스 비트 0 내지 3에 대한 플립플롭들과 멀티플렉서들 간의 접속들은 도 17의 비트 슬라이스에 예시된 바와 같다. 플립플롭들(398-4, 398-5, 및 398-6)과 이들 각각의 멀티플렉서들(426-4, 426-5, 426-6) 간의 접속들은 도 18에 도시된 바와 같이 형성되어 최고 어드레스 79에 대한 보수를 구현한다. 구체적으로, 멀티플렉서 426-4의 입력들은 둘다 플립플롭 398-4의 Q 출력에 접속된다. 멀티플렉서 426-5의 제2 입력은 XOR 게이트(434)로부터 구동되고, XOR 게이트(434)의 두 입력들은 플립플롭들 398-4와 398-5의 Q 출력들로부터 받는다. 멀티플렉서 426-6의 제2 입력은 OR 게이트(436)와 XOR 게이트(438)로부터 구동된다. OR 게이트(436)의 두 입력들은 플립플롭들 398-4와 398-5의 Q 출력들로부터 받고 XOR 게이트(438)의 두 입력들은 플립플롭 398-6과 OR 게이트(436)의 출력으로부터 받는다.

상기 회로는 이진 함수 127 - (A + 48) 또는 79 - A를 구현하되, 추가 로직이 48을 더한 다음 하위 경로들에서 상보 멀티플렉서들 426-4, 426-5, 및 425-6에로 반전시킨다. 도 19의 회로는 보수화 시에 채널 내의 다른 start 값에 대한 필요를 피한다. 그렇더라도, 그러한 회로도 예상된다.

하기에서는 본 발명에 사용하기 위한 초점 메트릭을 계산하기 위한 적당한방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

간단한 포커싱은 재기(jaggies)를 최대화하도록 카메라를 조정하는 것으로, 이에 의해 원래 화상에서 잔물결이 일듯이 초점된 에지들이 계단같은 재기로 에일리어싱된다. 특정한 깊이에, 화상의 임의의 영역 내의, 최적의 초점(즉, 최대 선명도)는 최대의 재기(즉, 디스플레이 내의 국부적인 변화 또는 콘트라스트의 최대량)에 해당한다. 그러나, 그 효과는 미묘하고 육안으로 최대화하기는 어렵다.

서브샘플링은 전형적으로, 매 n번째 행으로부터 매 n번째 화소 값을 취하거나, 이와 동등하게, 도 20에 예시된 바와 같은 원래의 N×M 화소 어레이(500)를 이루는 연속한 매 n×n 화소 블록(502) 내의 하나의 특정한 위치로부터 화소 값을 취함으로써 수행된다. 이것은 또한 결과적으로 동일하게 수평 및 수직 스케일이 축소된 서브샘플링된 화상를 제공한다. 도 20에 도시된 예로부터, n×n = 4×4에 대해, n×n 화소 블록의 대표로서 어떤 화소을 선택할지에 대하여 n²= 16의 초이스가 있음을 알 수 있다. 각각의 n×n 블록들 내에 동일하게 위치한 특정 화소을 선택하면 원래 화상의 고유한 균일하게 서브샘플링된 표현을 얻는다. 4×4 블록 내의 각 특정한 화소 위치에 대해, 높은 해상도 화상의, 서로 상이하나 동일하게 유효한 축소된 해상도 표현이 구해진다.

대표적인 화소 위치로서 n²개의 화소 위치들 중 하나를 선택함으로써 서브샘플링한다는 상기의 사실을 이용하는 향상된 포커싱 방법은 n²개의 상이하고 유용한 균일하게 샘플링된 화상들이 서브샘플링에 의해 생성되도록 해준다. n²개의 서브샘플링된 화상들 모두나 일부를 순차적으로 디스플레이함에 의해, 그 결과적인 동적 디스플레이는 원래의 화소 데이터를 보다 많이 디스플레이하는 애니매이트된 재기의 주기적인 패턴을 제공한다. 주기적인 패턴은 디스플레이된 샘플들 간의 간격보다 작은 총 변이에 걸쳐 폐쇄된 변이 사이클에 대응한다. 이 동적인 디스플레이는, 반복적으로 디스플레이되는 정적인 단일 서브샘플링된 프레임 상의 포커싱보다 더 쉽게 전체 데이터 필드에 걸쳐 포커싱하게 하는 생생한 뷰파인더 디스플레이를 제공한다. 이는, 인간의 눈은 화상 내의 매우 작은 일시적인 변화들에 정교하게 민감하기 때문에, 상이한 샘플링 화소 얼라인먼트를 선택함으로써 낮은 공간 주파수 성분들에 대해서보다도 에일리어싱된 화상 성분들에 대해서 훨씬 큰 시각적인 효과를 갖게 된다.

어떤 서브샘플링 스킴이 포커싱을 위해 가장 효과적인 주기적 패턴들을 생성할 지를 판정하기 위해 다양한 주기적인 패턴들이 연구되어 왔다. 인간의 시력은 3 내지 5 헤르쯔(Hz)의 주파수 영역에서 깜박일 때 최대 감도를 갖고, 화상 캡쳐 및 디스플레이 레이트는 초당 12 내지 30 화상의 범위내에 있으며, 3 내지 8범위의 데시메이션 팩터는 3 내지 5 Hz의 양호한 깜박임(flicker) 레이트 내 또는 근접한 깜박임 강화 화상를 유발하기 때문이다.

양호한 서브 샘플링 구성은 동일한 지정된 거리로 수평 또는 수직으로 분리된 화소의 선택을 하게 하여, 수평 및 수직 방향에서의 스케일의 결과적인 변화는동일해진다. 도 21 - 23은 적절한 서브 샘플링 구성의 일례를 도시하며, 여기서, 9개의 화소중의 하나가 도 21 및 도 22의 3x3 화소 블록(502)로부터 선택되고, 16개의 화소중의 하나가 도 23의 4x4 화소 블록(502)로부터 선택된다. 도 21에서, 화상는, 각각의 3x3 블록(502)의 화소(1)에서 시작하여 순차적으로 샘플링되고, 다음에, 잔여 화소 위치(2-8)에 대한 순차적 화상 프레임의 각각의 3x3 블록(502)에 대해 시계방향으로 순차작으로 리샘플링된다. 전술한 순서는 주기적이기 때문에, 이 순서는 매 8개의 디스플레이 프레임마다 반복된다. 이로 인해, 깜박임 레이트가 디스플레이 프레임 레이트의 1/8번째(예컨대, 초당 12 내지 30 프레임의 프레임 레이트에 대해 1.5 내지 3.75 Hz)가 되도록 한다. 도 23의 샘플링 패턴은 상기 순서를 반복하기 전에, 순차 프레임(500)에서 각각의 3x3 블록(502)에 대해 4개의 화소 위치(1-4)를 통해 차례로 배열된다. 이로 인해, 깜박임 레이트가 프레임 레이트의 1/4 번째가 되고, 전형적으로 깜박임 레이트가 3 내지 7.5 Hz가 된다. 이와 유사하게, 도 23에 도시된 패턴은 반복 단계 이전에 화소 위치 1-4 에 대한 각각의 4x4 블록(502)의 16개의 화소 중에서 하나를 샘플링하여, 프레임 레이트의 1/4 번째와 동일한 깜박임 레이트를 생성한다. 결과적인 깜박임 레이트는 통상 3 내지 7.5 Hz의 범위내이다. 선호되는 서브샘플링 패턴은 3x3 또는 4x4 화소 블록내에서 생성된 4 또는 8의 상이한 오프셋의 주기적인 패턴이며, 여기서 오프셋은 4개의 화소의 작은 사각형 패턴 또는 8개의 화소의 큰 사각형 패턴내에서 이동한다. 시계 방향 서브 샘플링 순서가 도 21 및 도 22에서 이용되었지만, 선택된 화소 위치를 지나는 반시계 방향 또는 임의의 순서도 에일리어싱된 화상 콤포넌트의 원하는 애니메이션을 생성하는데 이용될 수 있음을 알아야 한다.

도 24-30은 서브샘플링에 의해 생성되고, 전자적 뷰파인더상에 디스플레이된 주기적 화상 시퀀스의 일례를 나타낸다. 도 24에서, 화상 프레임(500)의 일부가 도시된다. 각각의 최대 해상도 프레임(500)은 3x3 화소 블록(502)를 이용하여 서브샘플링된다. 4개의 서브샘플링되는 화상를 생성하는데 이용되는 각각의 화소 블록(502)내의 화소 위치는 1 내지 4로 분류된다. 그늘진 화소은 디지털 카메라의 포토셀 어레이에 의해 생성된 이산 샘플링 화상내의 선명한 휘도 에지를 나타낸다. 행 및 열 좌표,(r, c)는 각각 각각의 화소 블록을 나타낸다. 하나의 화소 위치(1-4 중)가 도 24의 매 화소 블록(502)에 이용되어 축소된 해상도의 화상(503)을 생성하고, 3 대 1 스케일 축소율의 상이한 화상가 4개의 화소 위치의 각각에 대해 생성된다. 따라서, 도 25-28 각각은 샘플링 화소 위치 1 내지 4에 대응하는 서브샘플링된 화상를 도시한다. 도 25-28의 행 및 열에 대한 인덱스는, 서브샘플링된 샘플이 선택되는 도 24의 화소 블록 좌표에 대응한다. 도 25-28의 모든 4개의 서브샘플링된 화상가 순차적으로 디스플레이되면, 도 29의 화상는 디스플레이 프레임 레이트의 1/4 의 깜박임 레이트를 갖게 된다. 또한, 원래의 화상내의 3개의 화소의 불연속성에 대응하는 스케일된 서브샘플링된 화상내의 하나의 화소의 불연속성으로 인하여, 도 29의 결과적인 화상(505)의 상대적 줴지니스(jaggieness)는 증가한다. 도 29의 음영의 정도는 덧붙여진 서브샘플링된 화상의 셋트내의 그늘진 화소의 수에 기인한 명암도의 변화를 나타낸다. 도 30은, 4개의 프레임 간격의 깜박임 주기가 생성되는 것을 알 수 있는 플레임 간격 및 샘플 화소 수의 함수로서, 선택된 화소(0,6), (0,7), (1,2) 및 (1,3)의 라이트-다크(또는 온-오프) 타임 내력을 나타낸다.

대응하는 프레임들을 평균하는 종래기술과 구별되는 본 발명의 뷰파인터 화상의 중요한 시각적 특징은, 정확하게 포커싱되는 화상 영역내에 선명하게 나타나는 모션 및 깜박임의 이용이다.

전술한 설명은 본 실시예를 명확하게 설명하기 위해 특정 실시예에 한정되었다. 디지털 카메라 해상도와 뷰파인터 해상도간의 실제적인 차이로 인해, 이들이 비-정수 축소 팩터를 포함할 수 있는 다른 스케일링 팩터를 필요로 할 수 있기 때문에, 예컨대, 3 대 1 및 4 대 1의(또는 9 및 16의 데시메이션 팩터) 스케일링 팩터로 한정된 서브샘플링은 적합하지 않을 수도 있다. 그러나, 전술한 원리들은 일반적인 비-정수의 경우에도 적용될 수 있다.

예컨대, 2.75의 비-정수 해상도 축소 팩터를 고려해보자. 분수의 화소은 고 해상도 화상에 존재하지 않기 때문에, 도 24의 화소 어레이(500)는 2.75x2.75의 화소 블록(502)로 분할될 수 없다. 도 31은 상기 방법이 어떻게 비-정수의 경우에 적용되는지를 도시하는 테이블이다. 열 A는 화소 블록의 에지가 분수의 화소이 이용되면 위치하는 일정한 수평 및 수직 화소 어드레스(십진수)의 순서이다. 열 B는 바이너리 코드화된 열 A와 동등하다. 열 C는 열 B의 정수 근사치가 나오도록 열 B 엔트리의 소수점 이하 부분을 제외한 열 B의 버림값이다. 평균 화소 블럭 인터벌은 고분해능 화상 화소 어레이의 크기가 증가함에 따라 원하는 정수가 아닌 인터벌로 근접한다. 서브샘플링 인터벌이 실질적으로 균일하여, 화상의 수직과 수평 스케일이 균일하게 된다.

도 32는 도 31의 값, 열 C를 사용한 결과를 도시한다. 전해상도 화상 어레이가 3x3, 3x2, 2x3, 2x2 화소 블럭(502)의 적당한 비율로 분할되어 평균 2.75x2.75의 데시메이션 팩터를 갖는 서브샘플링 화상를 생성한다.(열 B의 값이 버림이전에 근사된다면, 큰 화상 어레이에 대한 화소 블럭 크기 분포는 동일할 것이다. 그러므로, 바람직한 실시예는 버림이전에 근사하는 것을 포함하지 않는다.)

각 화소 블럭 내에 표시될 화소의 로케이션은 가장 작은 것(도 32의 예에 대해 2x2)을 포함하여 모든 화소이 모든 화소 블럭내에 맞도록 선택되어야 한다. 그 결과, 샘플들 간의 가장 작은 인터벌보다 작은 총 변위에 걸친 변위의 폐쇄 사이클이 나온다. 연속적인 표시에 대해 선택된 화소 로케이션의 수는 깜박임 속도를 결정한다. 예를 들어, 도 32에서, 선택된 특정 화소 로케이션에 대응하는 각 서브샘플링 화상가 한 깜박임 주기 동안 한번 표시된다면 깜박임 속도가 프레임 표시 속도의 4분의 1이 되도록 각 화소 블럭에 대해 네개의 특정 화소 로케이션이 표시된다. 깜박임 주기는 특정 화소 로케이션의 수를 증가시키거나 하나 이상의 특정 화소 로케이션을 한 깜박임 주기동안 한번 이상 샘플링함으로써 증가될 수 있다.

도 32에서 점선으로 된 경계는 이 샘플들이 여전히 동일 크기의 사각형 블럭에서 나왔지만, 이들 블럭은 동일하지 않은 블럭들(502)의 서브 블럭이므로 연속될 필요가 없다는 것을 도시하고 있다.

도 33은 주어진 정수 혹은 정수가 아닌 해상도 감소 팩터 m을 얻는데 필요한 화소의 좌표(주소)를 결정하기 위한 바람직한 방법(600)을 나타내는 흐름도이다.단계(602)는 초기 샘플 좌표를 Y=Y₀로 설정한다. 단계(604)는 X=X₀로 설정한다. 단계(606)은 좌표 X_int, Y_int, -여기서 첨자는 플로어 함수 또는 정수부를 나타낸다-에서의 화소 값을 고해상도 화상로부터 읽어들인다. 단계(608)에서 이전 값과 m을 사용해서 정수가 아닌 다음의 수평 어드레스를 계산한다. 만일 단계(610)에서 X가 수평 화소 범위를 초과한다면 프로세스는 단계(606)으로 진행한다. 그렇지 않다면, 단계(612)에서 다음의 비정수 행 어드레스, Y를 계산한다. 단계(614)에서 Y가 고분해능 한계의 행 한계값보다 크지 않다면, 프로세스는 단계(606)으로 되돌아 간다. 그렇지 않다면, 프로세스는 끝나고 서브샘플링이 완료된다.

선택된 초기 화소 로케이션(X0, Y0)세트에 대한 프로세스를 반복함으로써, 방법(700)을 해상도 감소 화상의 주기적인 시퀀스를 생성하는데 이용할 수 있다.

도 34는 본 명세서에 개시된 방법에 따라 사용되는 저해상도의 뷰파인더 디스플레이(704)에 표시되는 디스플레이에 대한 고해상도 화소 센서 어레이(702)를 서브샘플링하는 스캐닝 회로를 채용한 디지털 카메라(700)의 블럭도이다. 플렉서블 어드레스 생성기(706)에 의해 생성되는 어드레스와 제어 신호는 화소 센서 어레이(702)로부터 나오는 화소 데이터의 판독을 제어하는데 필요한 모든 신호들을 제공한다. 플렉서블 어드레스 생성기(706)은 저장 시스템(708)에 저장하기 위해 화소 센서 어레이(702)로부터 나오는 고분해능 화상를 판독하는데 사용된다. 또한, 플렉서블 어드레스 생성기(706)는 뷰파인더 디스플레이(704)상의 디스플레이에 대한 화소 센서 어레이(702)에 의해 생성되는 고분해능 화상를 서브샘플하는데 사용되어 포착 화상가 조정되어 분해능이 감소된 뷰파인더(704)의 디스플레이로 초점될 수 있다.

도 35는 플렉서블 어드레스 생성기와 도 34의 N개의 행과 M개의 열을 갖는 화소 센서 어레이간의 관계를 자세히 나타내는 블럭도이다. 플렉서블 어드레스 생성기(800)는 행 어드레스 생성기(802), 행 디코더(804), 열 어드레스 생성기(806), 열 셀렉터(808), 제어기(810)를 포함한다. 행 어드레스 생성기(802)와 열 어드레스 생성기(806)은 제어기(810)의 제어하에서 부하할 수 있는 카운터들이다. 제어기(810)는 clock 신호, 카운팅 인터벌(스케일 팩터) m과 초기 오프셋 어드레스 (X₀, Y₀)를 행과 열 어드레스 생성기(802와 806)로 제공하고 행 및 열 어드레스 생성기(802와 806)로부터 상태 신호를 수신한다. 화소 센서 어레이(812)로부터 서브샘플된 화상의 판독 정보는 각각의 초기 어드레스가 행 어드레스 생성기(802)와 열 어드레스 생성기(806)으로 제공됨에 따라 초기의 오프셋 좌표, (X₀, Y₀)를 로딩함으로써 시작된다. 이후 열 어드레스 카운터가 클록되어 버림하지 않은 좌표(X, Y)를 생성하기 위해 m만큼 증분하는데, 이 좌표의 정수부분 비트만이 행 디코더(804)와 열 셀렉터(808)에 제공되어 도 34의 뷰파인더상의 디스플레이에 대한 출력 라인(814)상에서 판독될 화소의 행 및 열을 선택한다. 주어진 로우 중에서 최종 서브 샘플링된 화소가 판독될 때, 컬럼 어드레스 발생기는 라인 EQ를 활성화하여, 로우가 서브 샘플링되었음을 나타낸다. 로우 어드레스 발생기(802)의 카운터는 다음 Y 값을 생성하기 위해 m 만큼 증분되고, 컬럼 어드레스 발생기(806)는X₀로 리셋된다. 선택된 컬럼을 판독하기 위해 상술된 동작을 반복한다. 최종 로우 및 컬럼이 판독 될 때, 스캔-완료 신호(EQ)는 로우 및 컬럼 어드레스 발생기(802 및 806)에 의해 제어기(810)로 전달된다. 제어기는 새롭게 규정된 초기 코디네이트 오프셋 세트로 공정을 초기화하여, 새롭게 서브 샘플링된 화상 디스플레이를 생성한다.

결국, 신규하고 유용한 전체 전자 카메라 시스템이 기술되었으며, 여기서 렌즈 자동 초점을 통한 실재, 자동 노출, 뷰파인딩, 및 플래시 제어는 카메라 본체 내에 이동 부분(moving parts) 없이, 그리고 주요 센서 칩상의 정보로부터 직접 유도되는 모든 수량들(quantities) 없이 달성된다.

본 발명의 실시예 및 응용에 대해 기술하고 설명하였으나, 당업자라면 본 발명에 포함된 독창적 구상들에서 벗어나지 않는 한, 상술한 것들 보다 더 많은 수정이 가능하다는 것을 명백히 알것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 진의 내에서는 제한적이지 않다.

Claims

전자 카메라 시스템에 있어서,

적어도 하나의 렌즈를 포함하고 광축 및 초점 면을 갖는 렌즈 시스템;

상기 렌즈 시스템의 상기 초점 면에서의 상기 광축 상에 배치된 반도체 센서 어레이 -상기 반도체 센서 어레이는 복수개의 화소를 갖고, 상기 화소들 각각은 그에 입사하는 광의 함수인 출력 신호를 발생시킴-;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 카메라 시스템의 사용자로부터의 입력에 응답하여, 상기 반도체 센서 어레이 내의 상기 화소들의 동작을 제어하도록 센서 제어 신호들을 생성하게 되어 있는 센서 제어 회로;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이로부터 제1 세트의 화상 출력 신호들 및 제2 세트의 화상 출력 신호들을 생성하도록 구성된 어드레싱 회로 -상기 제1 세트의 화상 출력 신호들은 상기 센서 제어 신호들이 제1 상태에 있을 때 제1 세트의 화소들에서의 광의 강도를 나타내고, 상기 제2 세트의 화상 출력 신호들은 상기 센서 제어 신호들이 제2 상태에 있을 때 제2 세트의 화소들에서의 광의 강도를 나타내고, 상기 제1 세트의 화소들은 상기 제2 세트의 화소들보다 많은 화소들을 포함함-;

상기 센서 제어 신호들이 상기 제1 상태에 있을 때 상기 제1 세트의 화상 출력 신호들의 표현(representation)을 저장하게 되어 있는 기억 매체; 및

상기 센서 제어 신호들이 상기 제2 상태에 있을 때 상기 제2 세트의 화상 출력 신호들을 표시하게 되어 있는 디스플레이

를 포함하는 전자 카메라 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 세트의 화소들은 상기 어레이 내의 상기 화소들의 대다수(majority)이고 상기 제2 세트의 화소들은 상기 어레이 내의 상기 화소들의 총수의 1/2 미만인 상기 어레이 내의 상기 화소들의 기설정된 소부분(fraction)인 전자 카메라 시스템.
제2항에 있어서,

상기 어레이는 복수개의 로우 및 컬럼의 화소들로서 배열되고;

상기 제2 세트의 화소들은 상기 어레이의 1/2 이하의 로우들 및 1/2 이하의 컬럼들로부터의 화소들을 포함하는 전자 카메라 시스템.
제3항에 있어서, 1/2 이하의 상기 로우들은 매 N번째마다의 로우를 포함하고 1/2 이하의 상기 컬럼들은 매 N번째마다의 컬럼을 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 정수인 전자 카메라 시스템.
제1항에 있어서, 상기 반도체 센서 어레이는 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제5항에 있어서, 상기 CMOS 센서 어레이는 수직(vertical) 컬러 필터 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기억 매체는 반도체 메모리 어레이인 전자 카메라 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기억 매체는 자기 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기억 매체는 광 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
전자 카메라 시스템에 있어서,

적어도 하나의 렌즈를 포함하고 광축 및 초점 면을 갖는 렌즈 시스템;

상기 렌즈 시스템의 상기 초점 면에서의 상기 광축 상에 배치된 반도체 센서 어레이 -상기 반도체 센서 어레이는 복수개의 화소를 갖고, 상기 화소들 각각은 그에 입사하는 광의 함수인 출력 신호를 발생시킴-;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 카메라 시스템의 사용자로부터의 입력에 응답하여, 상기 반도체 센서 어레이 내의 상기 화소들의 동작을 제어하도록 센서 제어 신호들을 생성하게 되어 있는 센서 제어 회로;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이로부터 제1 세트의 화상 출력 신호들 및 제2 세트의 화상 출력 신호들을 생성하도록 구성된 어드레싱 회로 -상기 제1 세트의 화상 출력 신호들은 상기 센서 제어 신호들이 제1 상태에 있을 때 제1 세트의 화소들에서의 광의 강도를 나타내고, 상기 제2 세트의 화상 출력 신호들은 상기 센서 제어 신호들이 제2 상태에 있을 때 제2 세트의 화소들에서의 광의 강도를 나타내고, 상기 제1 세트의 화소들은 상기 제2 세트의 화소들보다 많은 화소들을 포함함-;

상기 센서 제어 신호들이 상기 제1 상태에 있을 때 상기 제1 세트의 화상 출력 신호들의 표현을 저장하게 되어 있는 기억 매체;

상기 센서 제어 신호들이 상기 제2 상태에 있을 때 상기 제2 세트의 화상 출력 신호들을 표시하게 되어 있는 디스플레이;

상기 센서 제어 신호들이 상기 제2 상태에 있을 때 상기 화상 출력 신호들로부터 상기 광의 초점 품질을 나타내는 초점 신호들을 계산하고 상기 초점 신호들에 응답하여 렌즈 제어 신호들을 발생시키기 위한 수단; 및

상기 렌즈 제어 신호들에 응답하는 상기 렌즈 시스템 내의 포커싱 제어 수단

을 포함하는 전자 카메라 시스템.
제10항에 있어서, 상기 제1 세트의 화소들은 상기 어레이 내의 상기 화소들의 대다수이고 상기 제2 세트의 화소들은 상기 어레이 내의 상기 화소들의 총수의 1/2 미만의 상기 어레이 내의 상기 화소들의 기설정된 소부분인 전자 카메라 시스템.
제11항에 있어서,

상기 어레이는 복수개의 로우 및 컬럼의 화소들로서 배열되고;

상기 제2 세트의 화소들은 상기 어레이의 1/2 이하의 로우들 및 1/2 이하의 컬럼들로부터의 화소들을 포함하는 전자 카메라 시스템.
제12항에 있어서, 1/2 이하의 상기 로우들은 매 N번째마다의 로우를 포함하고 1/2 이하의 상기 컬럼들은 매 N번째마다의 컬럼을 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 정수인 전자 카메라 시스템.
제10항에 있어서, 상기 반도체 센서 어레이는 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제14항에 있어서, 상기 CMOS 센서 어레이는 수직 컬러 필터 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제10항에 있어서, 상기 기억 매체는 반도체 메모리 어레이인 전자 카메라 시스템.
제10항에 있어서, 상기 기억 매체는 자기 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
제10항에 있어서, 상기 기억 매체는 광 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
전자 카메라 시스템에 있어서,

적어도 하나의 렌즈를 포함하고 광축 및 초점 면을 갖는 렌즈 시스템;

상기 렌즈 시스템의 상기 초점 면에서의 상기 광축 상에 배치된 반도체 센서 어레이 -상기 반도체 센서 어레이는 복수개의 화소를 갖고, 상기 화소들 각각은 그에 입사하는 광의 함수인 신호의 적분 시간 동안의 적분의 함수인 출력 신호를 발생시킴-;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 카메라 시스템의 사용자로부터의 입력에 응답하여, 상기 반도체 센서 어레이 내의 상기 화소들의 동작을 제어하도록 센서 제어 신호들을 생성하게 되어 있는 센서 제어 회로;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이로부터 제1 세트의 화상 출력 신호들 및 제2 세트의 화상 출력 신호들을 생성하도록 구성된 어드레싱 회로 -상기 제1 세트의 화상 출력 신호들은 상기 센서 제어 신호들이 제1 상태에 있을 때 제1 세트의 화소들에서의 광의 강도를 나타내고, 상기 제2 세트의 화상 출력 신호들은 상기 센서 제어 신호들이 제2 상태에 있을 때 제2 세트의 화소들에서의 광의 강도를 나타내고, 상기 제1 세트의 화소들은 상기 제2 세트의 화소들보다 많은 화소들을 포함함-;

상기 센서 제어 신호들이 상기 제1 상태에 있을 때 상기 제1 세트의 화상 출력 신호들의 표현을 저장하게 되어 있는 기억 매체;

상기 센서 제어 신호들이 상기 제2 상태에 있을 때 상기 제2 세트의 화상 출력 신호들을 표시하게 되어 있는 디스플레이;

상기 센서 제어 신호들이 상기 제1 상태에 있을 때 상기 적분 시간 동안 상기 화소들의 노출의 집합적인 상태(aggregate state)를 나타내는 전체 노출 신호(overall exposure signal)를 발생시키기 위한 노출 검출 수단; 및

상기 전체 노출 신호에 응답하여 상기 적분 기간을 종료시키기 위한 노출 제어 수단

을 포함하는 전자 카메라 시스템.
제19항에 있어서, 상기 센서 제어 신호에 결합되어, 사용자 입력에 응답하여 인에이블되고 상기 전체 노출 신호에 응답하여 디스에이블되는 플래시 조명원을 더 포함하는 전자 카메라 시스템.
제19항에 있어서,

상기 센서 제어 신호들이 상기 제2 상태에 있을 때 상기 화상 출력 신호들로부터 상기 광의 초점 품질을 나타내는 초점 신호들을 계산하고 상기 초점 신호들에응답하여 렌즈 제어 신호들을 발생시키기 위한 수단; 및

상기 렌즈 제어 신호들에 응답하는 상기 렌즈 시스템 내의 포커싱 제어 수단

을 더 포함하는 전자 카메라 시스템.
제19항에 있어서, 상기 제1 세트의 화소들은 상기 어레이 내의 상기 화소들의 대다수이고 상기 제2 세트의 화소들은 상기 어레이 내의 상기 화소들의 총수의 1/2 미만의 상기 어레이 내의 상기 화소들의 기설정된 소부분인 전자 카메라 시스템.
제22항에 있어서,

상기 어레이는 복수개의 로우 및 컬럼의 화소들로서 배열되고;

상기 제2 세트의 화소들은 상기 어레이의 1/2 이하의 로우들 및 1/2 이하의 컬럼들로부터의 화소들을 포함하는 전자 카메라 시스템.
제23항에 있어서, 1/2 이하의 상기 로우들은 매 N번째마다의 로우를 포함하고 1/2 이하의 상기 컬럼들은 매 N번째마다의 컬럼을 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 정수인 전자 카메라 시스템.
제19항에 있어서, 상기 반도체 센서 어레이는 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제25항에 있어서, 상기 CMOS 센서 어레이는 수직 컬러 필터 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제19항에 있어서, 상기 기억 매체는 반도체 메모리 어레이인 전자 카메라 시스템.
제19항에 있어서, 상기 기억 매체는 자기 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
제19항에 있어서, 상기 기억 매체는 광 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
전자 카메라 시스템에 있어서,

적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 시스템;

상기 렌즈 시스템에 광학적으로 결합된 반도체 센서 어레이 -상기 반도체 센서 어레이는 복수개의 로우 및 컬럼들에 배열된 복수개의 화소를 갖고, 상기 화소들 각각은 그에 입사하는 화상을 포함하는 광의 함수인 출력 신호를 발생시킴-;

상기 반도체 센서 어레이와 관련된 어드레싱 회로 -상기 어드레싱 회로는 상기 어레이 내의 상기 로우 및 컬럼의 상기 화소들의 실질적으로 전부가 어드레싱되는 상기 반도체 센서 어레이에 대한 기억 어드레싱 신호들을 발생시키기 위한 기억 어드레싱 모드 및 상기 어레이 내의 상기 로우 및 컬럼의 상기 화소들의 상기 실질적으로 전부의 이외의 것이 어드레싱되는 상기 반도체 센서 어레이에 대한 디스플레이 어드레싱 신호들을 발생시키기 위한 디스플레이 어드레싱 모드를 가짐-;

상기 반도체 센서 어레이 및 상기 어드레싱 회로에 결합되어, 상기 카메라 시스템의 사용자로부터의 입력에 응답하여, 상기 반도체 센서 어레이 내의 상기 화소들의 동작을 제어하도록 센서 제어 신호들 및 어드레싱 회로 제어 신호들을 생성하게 되어 있는 센서 제어 회로;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이에 의해 감지되고 상기 기억 어드레싱 신호들에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이로부터 그 자신에게 제공되는 화상을 표현하는 데이터를 저장하도록 동작가능한 기억 매체; 및

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이에 의해 감지되고 상기 디스플레이 어드레싱 신호들에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이로부터 자신에게 제공되는 화상을 표현하는 데이터를 표시하도록 동작가능한 디스플레이

를 포함하는 전자 카메라 시스템.
제30항에 있어서, 상기 어드레싱 회로는 상기 디스플레이 어드레싱 모드에서 상기 어레이 내의 1/2 미만의 로우 및 컬럼들의 화소들을 어드레싱하는 전자 카메라 시스템.
제30항에 있어서, 상기 어드레싱 회로는 상기 어레이의 1/2 이하의 로우들 및 1/2 이하의 컬럼들로부터의 화소들을 어드레싱하는 전자 카메라 시스템.
제32항에 있어서, 1/2 이하의 상기 로우들은 매 N번째마다의 로우를 포함하고 1/2 이하의 상기 컬럼들은 매 N번째마다의 컬럼을 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 정수인 전자 카메라 시스템.
제33항에 있어서, N이 4와 동일한 전자 카메라 시스템.
제30항에 있어서, 상기 반도체 센서 어레이는 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제35항에 있어서, 상기 CMOS 센서 어레이는 수직 컬러 필터 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제30항에 있어서, 상기 기억 매체는 반도체 메모리 어레이인 전자 카메라 시스템.
제30항에 있어서, 상기 기억 매체는 자기 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
제30항에 있어서, 상기 기억 매체는 광 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
전자 카메라 시스템에 있어서,

적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 시스템;

상기 렌즈 시스템에 광학적으로 결합된 반도체 센서 어레이 -상기 반도체 센서 어레이는 복수개의 로우 및 컬럼들에 배열된 복수개의 화소를 갖고, 상기 화소들 각각은 그에 입사하는 화상을 포함하는 광의 함수인 출력 신호를 발생시킴-;

상기 반도체 센서 어레이와 관련된 어드레싱 회로 -상기 어드레싱 회로는 상기 어레이 내의 상기 로우 및 컬럼의 상기 화소들의 실질적으로 전부가 어드레싱되는 상기 반도체 센서 어레이에 대한 기억 어드레싱 신호들을 발생시키기 위한 기억 어드레싱 모드 및 상기 어레이 내의 상기 로우 및 컬럼의 상기 화소들의 상기 실질적으로 전부의 이외의 것이 어드레싱되는 상기 반도체 센서 어레이에 대한 디스플레이 어드레싱 신호들을 발생시키기 위한 디스플레이 어드레싱 모드를 가짐-;

상기 반도체 센서 어레이 및 상기 어드레싱 회로에 결합되어, 상기 카메라 시스템의 사용자로부터의 입력에 응답하여, 상기 반도체 센서 어레이 내의 상기 화소들의 동작을 제어하도록 센서 제어 신호들 및 어드레싱 회로 제어 신호들을 생성하게 되어 있는 센서 제어 회로;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이에 의해 감지되고 상기 기억 어드레싱 신호들에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이로부터 그 자신에게 제공되는 화상을 표현하는 데이터를 저장하도록 동작가능한 기억 매체;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이에 의해 감지되고 상기 디스플레이 어드레싱 신호들에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이로부터 자신에게 제공되는 화상을 표현하는 데이터를 표시하도록 동작가능한 디스플레이;

상기 디스플레이 어드레싱 신호에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이로부터 상기 디스플레이 데이터를 수신하며 상기 화상의 초점 품질을 나타내는 초점 신호를 계산하도록 구성되며, 상기 초점 신호에 응답하여 렌즈 제어 신호를 발생시키기 위한 초점 신호 계산 회로; 및

상기 렌즈 제어 신호에 결합되며 이에 응답하는 상기 렌즈 시스템에서의 포커싱 제어 장치

를 포함하는 전자 카메라 시스템.
제40항에 있어서, 상기 어드레싱 회로는 상기 디스플레이 어드레싱 모드에서 상기 어레이 내의 1/2 미만의 로우 및 컬럼들의 화소들을 어드레싱하는 전자 카메라 시스템.
제40항에 있어서, 상기 어드레싱 회로는 상기 디스플레이 어드레싱 모드에서 상기 어레이의 1/2 이하의 로우들 및 1/2 이하의 컬럼들로부터의 화소들을 어드레싱하는 전자 카메라 시스템.
제42항에 있어서, 1/2 이하의 상기 로우들은 매 N번째마다의 로우를 포함하고 1/2 이하의 상기 컬럼들은 매 N번째마다의 컬럼을 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 정수인 전자 카메라 시스템.
제43항에 있어서, N이 4와 동일한 전자 카메라 시스템.
제32항에 있어서, 상기 반도체 센서 어레이는 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제45항에 있어서, 상기 CMOS 센서 어레이는 수직 컬러 필터 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제40항에 있어서, 상기 기억 매체는 반도체 메모리 어레이인 전자 카메라 시스템.
제40항에 있어서, 상기 기억 매체는 자기 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
제40항에 있어서, 상기 기억 매체는 광 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
전자 카메라 시스템에 있어서,

적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 시스템;

상기 렌즈 시스템에 광학적으로 결합된 반도체 센서 어레이 -상기 반도체 센서 어레이는 복수개의 로우 및 컬럼들에 배열된 복수개의 화소를 갖고, 상기 화소들 각각은 그에 입사하는 화상을 포함하는 광의 함수 신호의 적분 시간 동안의 적분의 함수인 출력 신호를 발생시킴-;

상기 반도체 센서 어레이와 관련된 어드레싱 회로 -상기 어드레싱 회로는 상기 어레이 내의 상기 로우 및 컬럼의 상기 화소들의 실질적으로 전부가 어드레싱되는 상기 반도체 센서 어레이에 대한 기억 어드레싱 신호들을 발생시키기 위한 기억 어드레싱 모드 및 상기 어레이 내의 상기 로우 및 컬럼의 상기 화소들의 상기 실질적으로 전부의 이외의 것이 어드레싱되는 상기 반도체 센서 어레이에 대한 디스플레이 어드레싱 신호들을 발생시키기 위한 디스플레이 어드레싱 모드를 가짐-;

상기 반도체 센서 어레이 및 상기 어드레싱 회로에 결합되어, 상기 카메라 시스템의 사용자로부터의 입력에 응답하여, 상기 반도체 센서 어레이 내의 상기 화소들의 동작을 제어하도록 센서 제어 신호들 및 어드레싱 회로 제어 신호들을 생성하게 되어 있는 센서 제어 회로;

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이에 의해 감지되고 상기 기억 어드레싱 신호들에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이로부터 그 자신에게 제공되는 화상을 표현하는 데이터를 저장하도록 동작가능한 기억 매체; 및

상기 반도체 센서 어레이에 결합되어, 상기 반도체 센서 어레이에 의해 감지되고 상기 디스플레이 어드레싱 신호들에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이로부터 자신에게 제공되는 화상을 표현하는 데이터를 표시하도록 동작가능한 디스플레이

를 포함하고,

상기 반도체 센서 어레이는 상기 적분 시간 동안 상기 화소들의 노출의 집합적인 상태(aggregate state)를 나타내는 전체 노출 신호(overall exposure signal)를 발생시키도록 구성되고, 상기 전체 노출 신호에 응답하여 상기 적분 기간을 종료시키기 위한 노출 제어 수단을 포함하는

전자 카메라 시스템.
제50항에 있어서, 상기 센서 제어 신호에 결합되어, 사용자 입력에 응답하여 인에이블되고 상기 전체 노출 신호에 응답하여 디스에이블되는 플래시 조명원을 더 포함하는 전자 카메라 시스템.
제50항에 있어서, 상기 디스플레이 어드레싱 신호에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이로부터 상기 디스플레이 데이터를 수신하며 상기 화상의 초점 품질을 나타내는 초점 신호를 계산하도록 구성되며, 상기 초점 신호에 응답하여 렌즈 제어 신호를 발생시키기 위한 초점 신호 계산 회로; 및

상기 렌즈 제어 신호에 결합되며 이에 응답하는 상기 렌즈 시스템에서의 포커싱 제어 장치

를 더 포함하는 전자 카메라 시스템.
제50항에 있어서, 상기 어드레싱 회로는 상기 디스플레이 어드레싱 모드에서 상기 어레이 내의 1/2 미만의 로우 및 컬럼들의 화소들을 어드레싱하는 전자 카메라 시스템.
제50항에 있어서, 상기 어드레싱 회로는 상기 디스플레이 어드레싱 모드에서 상기 어레이의 1/2 이하의 로우들 및 1/2 이하의 컬럼들로부터의 화소들을 어드레싱하는 전자 카메라 시스템.
제54항에 있어서, 1/2 이하의 상기 로우들은 매 N번째마다의 로우를 포함하고 1/2 이하의 상기 컬럼들은 매 N번째마다의 컬럼을 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 정수인 전자 카메라 시스템.
제55항에 있어서, N이 4와 동일한 전자 카메라 시스템.
제50항에 있어서, 상기 반도체 센서 어레이는 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제57항에 있어서, 상기 CMOS 센서 어레이는 수직 컬러 필터 CMOS 센서 어레이인 전자 카메라 시스템.
제50항에 있어서, 상기 기억 매체는 반도체 메모리 어레이인 전자 카메라 시스템.
제50항에 있어서, 상기 기억 매체는 자기 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
제50항에 있어서, 상기 기억 매체는 광 디스크 기억 장치인 전자 카메라 시스템.
전자 카메라를 동작시키는 방법에 있어서,

복수의 화소 센서들의 로우들 및 컬럼들을 가진 반도체 센서 어레이상에 화상을 위치시키는 단계;

상기 화소들의 제1 그룹을 상기 반도체 센서 어레이상에 어드레싱하는 단계 - 상기 화소들의 제1 그룹은 디스플레이 데이터를 획득하기 위하여 상기 어레이에서 상기 화소들의 로우들 및 컬럼들의 실질적으로 전부의 이외의 것으로 구성됨 -;

상기 전자 카메라에 연관된 디스플레이상에 상기 디스플레이 데이터를 디스플레이하는 단계;

사용자에 의해 행해진 화상 캡쳐 요청을 감지하는 단계; 및

상기 반도체 센서 어레이상에 상기 화소의 제2 그룹을 어드레싱하는 단계

를 포함하며,

상기 화소의 제2 그룹은 화상 저장 데이터를 획득하기 위해 상기 어레이에서 상기 화소의 로우들 및 컬럼들의 실질적으로 전부를 포함하고, 상기 화상 캡쳐 요청에 응답하여 상기 전자 카메라 데이터와 연관된 기억 매체에 상기 화상 저장 데이터를 저장하는 전자 카메라 동작 방법.
제62항에 있어서, 상기 반도체 센서 어레이상에 상기 화소의 제1 그룹을 어드레싱하는 단계는 상기 반도체 센서 어레이상에 상기 화소들의 로우들 및 컬럼들중 선택된 것들을 어드레싱하는 단계를 포함하며,

상기 반도체 센서 어레이상에 상기 화소의 제2 그룹을 어드레싱하는 단계는 상기 반도체 센서 어레이상에 상기 화소들의 로우들 및 컬럼들의 실질적으로 전부를 어드레싱하는 단계를 포함하는 전자 카메라 동작 방법.
제63항에 있어서, 상기 반도체 센서 어레이상에 상기 화소들의 로우들 및 컬럼들 중 선택된 것들을 어드레싱하는 단계는 상기 디스플레이 어드레싱 모드에서 상기 어레이의 1/2 이하의 로우들 및 1/2 이하의 컬럼들로부터의 화소들을 포함하는 화소들을 어드레싱하는 단계를 포함하는 전자 카메라 동작 방법.
제64항에 있어서, 1/2 이하의 상기 로우들은 매 N번째마다의 로우를 포함하고, 1/2 이하의 상기 컬럼들은 매 N번째마다의 컬럼을 포함하고, 여기서 N은 1 보다 큰 정수인 전자 카메라의 동작 방법.
제65항에 있어서, N이 4와 동일한 전자 카메라의 동작 방법.
제62항에 있어서,

상기 디스플레이 데이터로부터 초점 행렬을을 계산하는 단계; 및

상기 초점 행렬에 응답하여 상기 반도체 센서 어레이상에서 상기 화상의 초점을 조절하는 단계

를 더 포함하는 전자 카메라의 동작 방법.
제62항에 있어서,

상기 어레이에서의 상기 화소을 기지의 상태로 설정하고, 그후 적분 시간 동안 상기 어레이의 화소상에서 신호를 적분하는 단계 - 상기 신호는 상기 화상 캡쳐 요청에 응답하여 상기 화소들에 의해 수신된 광의 함수임 -;

상기 적분 시간 동안 상기 화소들의 노출의 집합적인 상태를 나타내는 전체 노출 신호를 발생시키는 단계; 및

상기 전체 노출 신호에 응답하여 상기 적분 기간을 종료시키는 단계를

를 더 포함하는 전자 카메라의 동작 방법.
제68항에 있어서,

상기 화상 캡쳐 요청에 응답하여 상기 전자 카메라와 연관된 플래시 조명원으로부터 플래시 조명을 개시시키는 단계와,

상기 전체 노출 신호에 응답하여 상기 플래시 조명을 종료하는 단계

를 더 포함하는 전자 카메라 동작 방법.