KR20130053601A - 깊이 센서의 픽셀 및 상기 픽셀을 포함하는 이미지 센서 - Google Patents

깊이 센서의 픽셀 및 상기 픽셀을 포함하는 이미지 센서 Download PDF

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Abstract

깊이 센서의 픽셀이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀은 광량 출력회로, 상기 광량 출력회로에 연결되고, 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제1 전하를 생성하고, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 광량 추출회로 및 상기 광량 출력회로에 연결되고, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제2 전하를 생성하고, 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제2 광량 추출회로를 포함하며, 상기 광량 출력회로는 상기 제1 광량 추출회로 또는 상기 제2 광량 추출회로로부터 전송된 상기 제1 전하 또는 상기 제2 전하를 수신하여 입력되는 제어 신호에 따라 픽셀 신호를 출력한다. 즉, 제1 광량 추출회로 및 제2 광량 추출회로는 제1 플로팅 디퓨젼 노드를 공유함으로써, 픽셀의 소형화에 따른 공간 낭비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

깊이 센서의 픽셀 및 상기 픽셀을 포함하는 이미지 센서{a pixel for depth sensor and a image sensor including the pixel}
본 발명은 깊이 센서의 픽셀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제1 광량 추출회로와 제2 광량 추출회로가 제1 플로팅 디퓨젼 노드를 공유하는 깊이 센서의 픽셀에 관한 것이다.
깊이 센서(depth sensor)는 광원으로부터 투사된 펄스 광이 대상물에 반사되어 돌아오는 지연 시간을 측정하여 대상물과의 거리를 측정하는 소자이다. 깊이 센서의 픽셀은 복수의 광전 변환 소자를 포함하고 있으며, 각 광전 변환 소자는 광원으로부터 반사되어 돌아오는 펄스 광의 양에 따라 광 전하를 생성한다. 이처럼 펄스 광의 투사 시점과 감지 시점의 차이를 Time of Flight(TOF)라고 하며, 펄스 광의 속도와의 계산을 통해 대상물과의 거리를 산출할 수 있다. 즉, 깊이 센서는 광전 변환 소자에 의해 생성된 전하를 이용하여 대상물과의 거리를 산출해 낼 수 있으며, 다른 센서에 의해 획득된 색상 정보와 함께 3차원 이미지 영상을 구현할 수 있다.
일반적인 깊이 센서의 픽셀은 각 픽셀 간에 플로팅 디퓨젼 노드(floating diffusion node)나 드레인 노드(drain node)가 독립적으로 구성되어 있어 공간적인 낭비가 발생할 수 있으므로 개선이 요구된다. 또한, 깊이 센서의 픽셀 내에 포함된 복수의 광전 변환 소자 사이의 거리가 멀어질수록 센서의 감도는 높아질 수 있으나, 광 전하의 전송 속도가 느려지므로 대상물과의 거리 계산에 오류가 발생할 수 있어 복수의 광전 변환 소자 사이의 적정한 거리의 조절이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 깊이 센서의 픽셀에서 제1 광량 추출회로 및 제2 광량 추출회로가 제1 플로팅 디퓨젼 노드를 공유하여 픽셀의 소형화에 따른 공간 낭비를 감소시킬 수 있는 깊이 센서의 픽셀 및 상기 픽셀을 포함하는 이미지 센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 단위 픽셀은 광량 출력회로, 상기 광량 출력회로에 연결되고, 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제1 전하를 생성하고, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 광량 추출회로 및 상기 광량 출력회로에 연결되고, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제2 전하를 생성하고, 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제2 광량 추출회로를 포함하며, 상기 광량 출력회로는 상기 제1 광량 추출회로 및 상기 제2 광량 추출회로로부터 전송된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하를 함께 수신하여 입력되는 제어 신호에 따라 픽셀 신호를 출력한다.
실시예에 따라 상기 제1 광량 추출회로는 일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되는 제1 전송 트랜지스터, 일측단이 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제1 드레인 트랜지스터 및 일측단이 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제1 드레인 트랜지스터의 일측단에 연결되며, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 상기 제1 전하를 생성하는 제1 광전 변환 소자를 포함하며, 상기 제1 전송 트랜지스터는 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송한다.
실시예에 따라 상기 제1 광량 추출회로는 일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되는 제1 전송 트랜지스터, 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제1 모듈링 블락, 일측단이 상기 제1 모듈링 블락에 연결되는 제1 드레인 트랜지스터 및 상기 제1 모듈링 블락에 연결되며, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 상기 제1 전하를 생성하는 제1 광전 변환 소자를 포함하며, 상기 제1 모듈링 블락은 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제1 드레인 트랜지스터의 일측단 사이에 시리즈로 연결되는 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 전하는 상기 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 경유하여 상기 제1 전송 트랜지스터 및 상기 제1 드레인 트랜지스터로 전송되고, 상기 제1 전송 트랜지스터는 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송한다.
실시예에 따라 상기 제2 광량 추출회로는 일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되는 제2 전송 트랜지스터, 일측단이 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제2 드레인 트랜지스터 및 일측단이 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제2 드레인 트랜지스터의 일측단에 연결되며, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 상기 제2 전하를 생성하는 제2 광전 변환 소자를 포함하며, 상기 제2 전송 트랜지스터는 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송한다.
실시예에 따라 상기 제2 광량 추출회로는 일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되는 제2 전송 트랜지스터, 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제2 모듈링 블락, 일측단이 상기 제2 모듈링 블락에 연결되는 제2 드레인 트랜지스터 및 상기 제2 모듈링 블락에 연결되며, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 상기 제2 전하를 생성하는 제2 광전 변환 소자를 포함하며, 상기 제2 모듈링 블락은 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제2 드레인 트랜지스터의 일측단 사이에 시리즈로 연결되는 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함하고, 상기 제2 전하는 상기 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 경유하여 상기 제2 전송 트랜지스터 및 상기 제2 드레인 트랜지스터로 전송되고, 상기 제2 전송 트랜지스터는 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송한다.
실시예에 따라 상기 제어신호는 리셋 신호 및 선택 신호를 포함하며, 상기 광량 출력회로는 선택 트랜지스터, 일측단이 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하가 전송되는 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 연결되고, 상기 리셋 신호에 대응하여 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 축적된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하를 방출하는 리셋 트랜지스터 및 게이트단이 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 연결되고 일측단이 상기 선택 트랜지스터에 연결되며, 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 축적된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하에 대응하여 버퍼링 동작을 수행하여 상기 픽셀 신호를 전송하는 드라이브 트랜지스터를 포함하며, 상기 선택 트랜지스터는 일측단이 상기 드라이브 트랜지스터에 연결되고, 상기 선택 신호에 대응하여 상기 드라이브 트랜지스터로부터 전송된 상기 픽셀 신호를 출력하는 선택 트랜지스터를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 단위 픽셀은 광량 출력회로, 상기 광량 출력회로에 연결되고, 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제1 전하를 생성하는 제1 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 광량 추출회로 및 상기 광량 출력회로에 연결되고, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제2 전하를 생성하는 제2 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제2 광량 추출회로를 포함하며, 상기 광량 출력회로는 상기 제1 광량 추출회로 및 상기 제2 광량 추출회로로부터 전송된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하를 함께 수신하여 제어 신호에 따라 픽셀 신호를 출력하고, 상기 제1 광전 변환 소자는 제3 광량 추출회로와 공유되고, 상기 제2 광전 변환 소자는 제4 광량 추출회로와 공유된다.
실시예에 따라 상기 깊이 센서의 단위 픽셀은 제1 픽셀이고, 상기 제3 광량 추출회로는 상기 제1 픽셀에 인접한 제2 픽셀에 포함되고, 상기 제4 광량 추출회로는 상기 제1 픽셀에 인접한 제3 픽셀에 포함된다.
실시예에 따라 상기 제1 광량 추출회로는 일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되며, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 전송 트랜지스터를 더 포함하며, 상기 제1 광전 변환 소자는 일측단이 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제3 광량 추출회로에 포함되는 제3 전송 트랜지스터의 일측단에 연결된다.
실시예에 따라 상기 제1 광량 추출회로는 일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되며, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 전송 트랜지스터 및 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제1 모듈링 블락을 더 포함하며, 상기 제1 광전 변환 소자는 상기 제1 모듈링 블락에 연결되고, 상기 제1 모듈링 블락은 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제3 광량 추출회로에 포함되는 제3 전송 트랜지스터의 일측단 사이에 시리즈로 연결되는 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 전하는 상기 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 경유하여 상기 제1 전송 트랜지스터 및 상기 제3 전송 트랜지스터로 전송된다.
실시예에 따라 상기 제2 광량 추출회로는 일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되며, 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제2 전송 트랜지스터를 더 포함하며, 상기 제2 광전 변환 소자는 일측단이 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제4 광량 추출회로에 포함되는 제4 전송 트랜지스터의 일측단에 연결된다.
실시예에 따라 상기 제2 광량 추출회로는 일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되며, 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제2 전송 트랜지스터 및 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제2 모듈링 블락을 더 포함하며, 상기 제2 광전 변환 소자는 상기 제2 모듈링 블락에 연결되고, 상기 제2 모듈링 블락은 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제4 광량 추출회로에 포함되는 제4 전송 트랜지스터의 일측단 사이에 시리즈로 연결되는 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함하고, 상기 제2 전하는 상기 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 경유하여 상기 제2 전송 트랜지스터 및 상기 제4 전송 트랜지스터로 전송된다.
실시예에 따라 상기 제어신호는 리셋 신호 및 선택 신호를 포함하며, 상기 광량 출력회로는 선택 트랜지스터, 일측단이 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하가 전송되는 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 연결되고, 상기 리셋 신호에 대응하여 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 축적된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하를 방출하는 리셋 트랜지스터 및 게이트단이 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 연결되고 일측단이 상기 선택 트랜지스터에 연결되며, 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 축적된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하에 대응하여 버퍼링 동작을 수행하여 상기 픽셀 신호를 전송하는 드라이브 트랜지스터를 포함하며, 상기 선택 트랜지스터는 일측단이 상기 드라이브 트랜지스터에 연결되고, 상기 선택 신호에 대응하여 상기 드라이브 트랜지스터로부터 전송된 상기 픽셀 신호를 출력한다.
실시예에 따른 이미지 센서는 상기 깊이 센서의 단위 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
실시예에 따른 반도체 시스템은 상기 이미지 센서를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀은 제1 광량 추출회로 및 제2 광량 추출회로가 플로팅 디퓨젼 노드를 공유하고, 제2 픽셀 및 제3 픽셀과 드레인 노드 또는 플로팅 디퓨젼 노드를 공유할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 단위 픽셀 구조를 구현하면 픽셀 소형화에 따른 공간 낭비를 감소시킬 수 있으며, 깊이 센서의 감도 및 거리 계산의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀을 포함하는 깊이 센서의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀의 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀의 동작 원리를 나타내는 흐름도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀에 포함된 제1 광량 추출회로의 변형 예이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀에 포함된 제1 광량 추출회로의 변형 예이다.
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀에 포함된 제1 광량 추출회로의 변형 예이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀의 회로도이다.
도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀의 동작 원리를 나타내는 흐름도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀에 포함된 제1 광량 추출회로의 변형 예이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀에 포함된 제1 광량 추출회로의 변형 예이다.
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀에 포함된 제1 광량 추출회로의 변형 예이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀을 포함하는 단위 픽셀 어레이를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀을 포함하는 이미지 센서의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 반도체 시스템의 블록도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀을 포함하는 깊이 센서(100)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서(100)는 제어부(110), 광원(120), 픽셀 어레이(140) 및 신호 처리부(150)를 포함할 수 있다.
제어부(110)는 광원(120) 및 픽셀 어레이(140)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 후술되는 광원 제어신호(LC) 및 픽셀 어레이 제어신호(DC; TG, DG, MG, SEL, RS) 를 포함하는 각종 제어 신호들을 생성하여, 광원(120) 및 픽셀 어레이(140)에 포함된 각각의 픽셀들의 동작을 제어할 수 있다. 광원(120)은 광원 제어신호(LC)에 따라 대상물(130)에 펄스광(Tr_light) 즉, 온(ON)/오프(OFF) 타이밍이 제어된 빛을 투사할 수 있다. 주기적으로 투사되는 펄스광(Tr_light)은 대상물(130)에 의해 반사된다.
픽셀 어레이(140)는 다수의 광 검출 소자들을 포함하고 있으며, 반사된 빛(Rf_light)을 받아 들여 제어부(110)로부터 수신된 픽셀 어레이 제어신호(DC)에 따라 전하 신호(Vout)를 출력할 수 있다.
신호 처리부(150)는 픽셀 어레이(140)로부터 전하 신호(Vout)를 수신하여 이를 기초로 광 비행 시간(time of flight)을 계산하여 대상물(130)과의 거리를 측정한 결과(DIS)를 출력할 수 있다.
결국, 깊이 센서(100)는 광원(120)으로부터 투사된 빛(Tr_light)이 반사되어 깊이 센서(100)로 돌아오는 시간 즉, 광 비행 시간을 계산하여 대상물(130)과의 거리를 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200)의 회로도이다.
도1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200)은 픽셀 어레이(140)를 구성하는 하나의 단위 픽셀로서 제1 광량 추출회로(210), 제2 광량 추출회로(220) 및 제1 광량 출력회로(230)를 포함할 수 있다.
제1 광량 추출회로(210)는 제1 광전 변환 소자(PD1), 제1 전송 트랜지스터(TX1) 및 제1 드레인 트랜지스터(DX1)를 포함할 수 있다.
제1 광전 변환 소자(PD1)는 대상물(130)로부터 반사된 빛을 받아들여 그 빛의 세기에 따라 제1 전하를 생성하여 제1 광전 노드(LE1)로 전송할 수 있다. 제1 광전 변환 소자(PD1)는 광 감지 소자로서 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 핀드 포토다이오드(pinned photo diode) 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다.
제1 전송 트랜지스터(TX1)는 게이트단에 입력되는 제1 전송 제어신호(TG1)에 따라 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제1 광량 출력회로(230)의 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송할 수 있다. 제1 드레인 트랜지스터(DX1)는 게이트단에 입력되는 제1 드레인 제어신호(DG1)에 따라 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제1 드레인 노드(D1)로 전송할 수 있다. 제1 광량 추출회로(210)는 인접한 제2 픽셀(260)에 포함된 제3 광량 추출회로(240)와 제1 드레인 노드(D1)를 공유할 수 있다. 제3 광량 추출회로(240)는 제3 광전 변환 소자(PD3), 제3 전송 제어신호(TG3)에 따라 동작하는 제3 전송 트랜지스터(TX3), 제3 드레인 제어신호(DG3)에 따라 동작하는 제3 드레인 트랜지스터(DX3)를 포함할 수 있다.
제2 광량 추출회로(220)는 제2 광전 변환 소자(PD2), 제2 전송 트랜지스터(TX2) 및 제2 드레인 트랜지스터(DX2)를 포함할 수 있다.
제2 광전 변환 소자(PD2)는 대상물(130)로부터 반사된 빛을 받아들여 그 빛의 세기에 따라 제2 전하를 생성하여 제2 광전 노드(LE2)로 전송할 수 있다. 제2 광전 변환 소자(PD2)는 광 감지 소자로서 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 핀드 포토다이오드(pinned photo diode) 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다.
제2 전송 트랜지스터(TX2)는 게이트단에 입력되는 제2 전송 제어신호(TG2)에 따라 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제2 전하를 제1 광량 출력회로(230)의 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송할 수 있다. 제2 드레인 트랜지스터(DX2)는 게이트단에 입력되는 제2 드레인 제어신호(DG2)에 따라 제2 광전 노드(LE2)에 축적된 제2 전하를 제2 드레인 노드(D2)로 전송할 수 있다. 제2 광량 추출회로(220)는 인접한 제3 픽셀(270)에 포함된 제4 광량 추출회로(250)와 제2 드레인 노드(D2)를 공유할 수 있다. 제4 광량 추출회로(250)는 제4 광전 변환 소자(PD4), 제4 전송 제어신호(TG4)에 따라 동작하는 제4 전송 트랜지스터(TX4), 제4 드레인 제어신호(DG4)에 따라 동작하는 제4 드레인 트랜지스터(DX4)를 포함할 수 있다.
제1 광량 출력회로(230)는 제1 리셋 트랜지스터(RX1), 제1 드라이브 트랜지스터(DX1) 및 제1 선택 트랜지스터(SX1)를 포함할 수 있다.
제1 리셋 트랜지스터(RX1)는 도 9에 도시된 로우 드라이버(115)로부터 출력된 제1 리셋 신호(RS1)에 대응하여 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)에 축적된 제1 전하 및 제2 전하를 리셋 즉, VDD로 방출할 수 있다. 제1 드라이브 트랜지스터(DX1)는 소스 팔로워 버퍼 증폭기로서의 역할을 수행하며, 게이트단이 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)에 연결되어 축적된 제1 전하 및 제2 전하에 따라 버퍼링 동작으로 제1 픽셀 신호를 생성할 수 있다.
제1 선택 트랜지스터(SX1)는 도 9에 도시된 로우 드라이버(115)로부터 출력된 제1 선택 신호(SEL1)에 대응하여 제1 드라이브 트랜지스터(DX1)로부터 출력된 제1 픽셀 신호를 출력 신호로서 칼럼 라인으로 출력할 수 있다.
즉, 제1 광량 출력회로(230)는 제1 광량 추출회로(210) 또는 제2 광량 추출회로(220)로부터 전송된 제1 전하 또는 제2 전하를 수신하여 제1 리셋 신호(RS1) 및 제1 선택 신호(SEL1)를 포함하는 제어 신호에 따라 제1 픽셀 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200)은 제2 픽셀(260) 및 제3 픽셀(270)과 인접하고 있으며, 제2 픽셀(260) 및 제3 픽셀(270)은 각각 깊이 센서의 픽셀(200)과 동일한 구조를 가질 수 있다.
즉, 제2 픽셀(260)은 제3 광량 추출회로(240), 제5 광량 추출회로(미도시) 및 제2 광량 출력회로(245)를 포함할 수 있다. 제2 광량 출력회로(245)는 제3 광량 추출회로(240) 및 제5 광량 추출회로(미도시)와 제2 플로팅 디퓨젼 노드(FD2)를 공유할 수 있으며, 제2 리셋 신호(RS2)에 대응하여 제2 플로팅 디퓨젼 노드(FD2)를 리셋하는 제2 리셋 트랜지스터(RX2), 제2 플로팅 디퓨젼 노드(FD2)에 축적된 전하량에 따라 버퍼링 동작으로 제2 픽셀 신호를 생성하는 제2 드라이브 트랜지스터(DX2) 및 제2 선택 신호(SEL2)에 대응하여 제2 드라이브 트랜지스터(DX2)로부터 출력된 제2 픽셀 신호를 제2 출력 신호(Vout2)로서 출력할 수 있다.
마찬가지로, 제3 픽셀(270)은 제4 광량 추출회로(250), 제6 광량 추출회로(미도시) 및 제3 광량 출력회로(255)를 포함할 수 있다. 제3 광량 출력회로(255)는 제4 광량 추출회로(250) 및 제6 광량 추출회로(미도시)와 제3 플로팅 디퓨젼 노드(FD3)를 공유할 수 있으며, 제3 리셋 신호(RS3)에 대응하여 제3 플로팅 디퓨젼 노드(FD3)를 리셋하는 제3 리셋 트랜지스터(RX3), 제3 플로팅 디퓨젼 노드(FD3)에 축적된 전하량에 따라 버퍼링 동작으로 제3 픽셀 신호를 생성하는 제3 드라이브 트랜지스터(DX3) 및 제3 선택 신호(SEL3)에 대응하여 제3 드라이브 트랜지스터(DX3)로부터 출력된 제3 픽셀 신호를 제3 출력 신호(Vout3)로서 출력할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200)의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 제1 드레인 제어신호(DG1)에 따라 제1 드레인 트랜지스터(DX1)는 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제1 드레인 노드(D1)로 전송하여 제1 광전 노드(LE1)를 리셋할 수 있다. 마찬가지로 제2 드레인 제어신호(DG2)에 따라 제2 드레인 트랜지스터(DX2)는 제2 광전 노드(LE2)에 축적된 제2 전하를 제2 드레인 노드(D2)로 전송하여 제2 광전 노드(LE2)를 리셋할 수 있다. 제1 리셋 신호(RS1)에 따라 제1 리셋 트랜지스터(RX1)는 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)에 축적된 제1 전하 및 제2 전하를 방출하여 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)를 리셋할 수 있다(S310).
대상물(130)로부터 반사된 빛은 픽셀 어레이(140)에 입사되고(S320) 깊이 센서의 픽셀(200)에 포함된 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제2 광전 변환 소자(PD2)는 반사된 빛의 양에 대응하는 제1 및 제2 전하를 각각 생성할 수 있다(S330). 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제2 광전 변환 소자(PD2)에 의해 생성된 제1 및 제2 전하는 각각 제1 광전 노드(LE1) 및 제2 광전 노드(LE2)에 축적될 수 있다.
제1 전송 트랜지스터(TX1)는 제1 전송 제어 신호(TG1)에 따라 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송할 수 있고, 제2 전송 트랜지스터(TX2)는 제2 전송 제어 신호(TG2)에 따라 제2 광전 노드(LE2)에 축적된 제2 전하를 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송할 수 있다(S340). 제1 전송 트랜지스터(TX1)에 의한 제1 전하의 전송과 제2 전송 트랜지스터(TX2)에 의한 제2 전하의 전송은 동시에 이루어질 수도 있고, 순차적으로 이루어질 수도 있다.
제1 드라이브 트랜지스터(DX1)는 게이트단이 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)에 연결되어 있고, 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)의 전압레벨이 제1 광량 추출회로(210) 및 제2 광량 추출회로(220)로부터 전송된 제1 전하 및 제2 전하에 의해 일정 전압레벨에 도달한 경우 제1 픽셀 신호를 생성할 수 있다(S350).
제1 선택 트랜지스터(SX1)는 제1 드라이브 트랜지스터(DX1)로부터 수신된 제1 픽셀 신호를 도 9에 도시된 로우 드라이버(115)로부터 출력된 선택 신호에 대응하여 출력신호(Vout)로서 출력할 수 있다(S360).
본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200)은 제1 광량 추출회로(210), 제2 광량 추출회로(220) 및 제1 광량 출력회로(230)를 포함하고 있으며, 제1 광량 추출회로(210) 및 제2 광량 추출회로(220)는 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)를 공유할 수 있다. 또한, 제1 광량 추출회로(210)는 인접한 제2 픽셀(260)과 제1 드레인 노드(D1)를 공유하고, 제2 광량 추출회로(220)는 인접한 제3 픽셀(270)과 제2 드레인 노드(D2)를 공유할 수 있어, 픽셀의 소형화에 따른 공간 낭비를 최소화할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200)에 포함된 제1 광량 추출회로(210)의 변형예(212)이다.
도 2 및 도 4a를 참조하면, 변형예에 따른 제1 광량 추출회로(210)는 제1 광전 변환 소자(PD1), 제1 전송 트랜지스터(TX1) 및 제1 드레인 트랜지스터(DX1) 외에 모듈링 블락(213)을 더 포함할 수 있다. 제1 전송 트랜지스터(TX1), 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제1 드레인 트랜지스터(DX1)의 기본적인 동작은 도 2에 도시된 회로와 동일한 바 차이점 위주로 설명하기로 한다.
모듈링 블락(213)은 제1 전송 트랜지스터(TX1) 및 제1 드레인 트랜지스터(DX1) 사이에 연결될 수 있으며 일측단은 제1 광전 변환 소자(PD1)와 연결될 수 있다. 모듈링 블락(213)은 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제1 광전 변환 소자(PD1)에서 생성된 제1 전하는 모듈링 블락(213)을 경유하여 제1 전송 트랜지스터(TX1) 및 제1 드레인 트랜지스터(DX1)로 전송될 수 있다. 모듈링 블락(213)이 삽입되어 모듈링 제어신호에 따라 제1 전하가 모듈링 블락(213)을 경유하여 전송되는 경우 제1 광전 노드(LE1) 및 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1) 사이의 전송 속도가 향상될 수 있다.
상기 변형예는 제1 광량 추출회로(210) 만을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀에 포함된 제2 광량 추출회로(220)를 비롯한 모든 광량 추출회로에 적용될 수 있다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200)에 포함된 제1 광량 추출회로(210)의 변형예(214)이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 제1 광량 추출회로(210)에 포함된 모듈링 블락(213)이 하나의 모듈링 트랜지스터로 구성되는 경우를 나타낸다. 제1 광전 변환 소자(PD1)에서 생성된 제1 전하는 제1 모듈링 트랜지스터(MX1)를 경유하여 제1 모듈링 제어신호(MG1)에 따라 제1 전송 트랜지스터(TX1) 및 제1 드레인 트랜지스터(DX1)로 전송될 수 있다. 이 때, 제1 모듈링 트랜지스터(MX1)가 삽입되는 경우 제1 광전 노드(LE1) 및 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1) 사이에 보다 빠른 전송속도를 얻을 수 있다.
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200)에 포함된 제1 광량 추출회로(210)의 변형예(216)이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 제1 광량 추출회로(210)에 포함된 모듈링 블락(213)이 두 개의 모듈링 트랜지스터로 구성되는 경우를 나타낸다. 제1 광전 변환 소자(PD1)에서 생성된 제1 전하는 제1 모듈링 트랜지스터(MX1)를 경유하여 제1 모듈링 제어신호(MG1)에 따라 제1 드레인 트랜지스터(DX1)로 전송되거나, 제2 모듈링 트랜지스터(MX2)를 경유하여 제2 모듈링 제어신호(MG2)에 따라 제1 전송 트랜지스터(TX1)로 전송될 수 있다. 이 때, 제1 모듈링 트랜지스터(MX1) 및 제2 모듈링 트랜지스터(MX2)가 삽입되는 경우 제1 광전 노드(LE1) 및 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1) 사이에 보다 빠른 전송속도를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)의 회로도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)은 픽셀 어레이(140)를 구성하는 하나의 단위 픽셀로서 제1 광량 추출회로(510), 제2 광량 추출회로(520) 및 제1 광량 출력회로(530)를 포함할 수 있다.
제1 광량 추출회로(510)는 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제1 전송 트랜지스터(TX1)를 포함할 수 있다.
제1 광전 변환 소자(PD1)는 대상물(130)로부터 반사된 빛을 받아들여 그 빛의 세기에 따라 제1 전하를 생성하여 제1 광전 노드(LE1)로 전송할 수 있다. 제1 광전 변환 소자(PD1)는 광 감지 소자로서 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 핀드 포토다이오드(pinned photo diode) 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 제1 광전 변환 소자(PD1)는 인접한 제2 픽셀(560)에 포함된 제3 광량 추출회로(540)과 공유될 수 있다.
제1 전송 트랜지스터(TX1)는 게이트단에 입력되는 제1 전송 제어신호(TG1)에 따라 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제1 광량 출력회로(530)의 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송할 수 있다. 제1 광량 추출회로(510)는 인접한 제2 픽셀(560)에 포함된 제3 광량 추출회로(540)와 제1 광전 변환 소자(PD1)를 공유할 수 있다.
제2 광량 추출회로(520)는 제2 광전 변환 소자(PD2) 및 제2 전송 트랜지스터(TX2)를 포함할 수 있다.
제2 광전 변환 소자(PD2)는 대상물(130)로부터 반사된 빛을 받아들여 그 빛의 세기에 따라 제2 전하를 생성하여 제2 광전 노드(LE2)로 전송할 수 있다. 제2 광전 변환 소자(PD2)는 광 감지 소자로서 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 핀드 포토다이오드(pinned photo diode) 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 제2 광전 변환 소자(PD2)는 인접한 제3 픽셀(570)에 포함된 제4 광량 추출회로(550)과 공유될 수 있다.
제2 전송 트랜지스터(TX2)는 게이트단에 입력되는 제2 전송 제어신호(TG2)에 따라 제2 광전 노드(LE2)에 축적된 제2 전하를 제1 광량 출력회로(530)의 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송할 수 있다. 제2 광량 추출회로(520)는 인접한 제3 픽셀(570)에 포함된 제4 광량 추출회로(550)와 제2 광전 변환 소자(PD2)를 공유할 수 있다.
제1 광량 출력회로(530)는 제1 리셋 트랜지스터(RX1), 제1 드라이브 트랜지스터(DX1) 및 제1 선택 트랜지스터(SX1)를 포함할 수 있다.
제1 리셋 트랜지스터(RX1)는 도 9에 도시된 로우 드라이버(115)로부터 출력된 제1 리셋 신호(RS1)에 대응하여 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)에 축적된 제1 전하 및 제2 전하를 리셋 즉, VDD로 방출할 수 있다. 제1 드라이브 트랜지스터(DX1)는 소스 팔로워 버퍼 증폭기로서의 역할을 수행하며, 게이트단이 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)에 연결되어 축적된 제1 전하 및 제2 전하에 따라 버퍼링 동작으로 제1 픽셀 신호를 생성할 수 있다.
제1 선택 트랜지스터(SX1)는 도 9에 도시된 로우 드라이버(115)로부터 출력된 제1 선택 신호(SEL1)에 대응하여 제1 드라이브 트랜지스터(DX1)로부터 출력된 제1 픽셀 신호를 출력 신호로서 칼럼 라인으로 출력할 수 있다.
즉, 제1 광량 출력회로(530)는 제1 광량 추출회로(510) 또는 제2 광량 추출회로(520)로부터 전송된 제1 전하 또는 제2 전하를 수신하여 제1 리셋 신호(RS1) 및 제1 선택 신호(SEL1)를 포함하는 제어 신호에 따라 제1 픽셀 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)은 제2 픽셀(560) 및 제3 픽셀(570)과 인접하고 있으며, 제2 픽셀(560) 및 제3 픽셀(570)은 각각 깊이 센서의 픽셀(200)과 동일한 구조를 가질 수 있다.
즉, 제2 픽셀(560)은 제3 광량 추출회로(540), 제5 광량 추출회로(미도시) 및 제2 광량 출력회로(545)를 포함할 수 있다.
제3 광량 추출회로(540)는 대상물(130)로부터 반사된 빛을 받아들여 그 빛의 세기에 따라 제1 전하를 생성하여 제1 광전 노드(LE1)로 전송하는 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제3 전송 제어신호(TG3)에 따라 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제2 플로팅 디퓨젼 노드(FD2)로 전송하는 제3 전송 트랜지스터(TX3)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 광전 변환 소자(PD1)는 제1 광량 추출회로(510) 및 제3 광량 추출회로(540)에 의해 공유될 수 있다.
제2 광량 출력회로(545)는 제3 광량 추출회로(540) 및 제5 광량 추출회로(미도시)와 제2 플로팅 디퓨젼 노드(FD2)를 공유할 수 있으며, 제2 리셋 신호(RS2)에 대응하여 제2 플로팅 디퓨젼 노드(FD2)를 리셋하는 제2 리셋 트랜지스터(RX2), 제2 플로팅 디퓨젼 노드(FD2)에 축적된 전하량에 따라 버퍼링 동작으로 제2 픽셀 신호를 생성하는 제2 드라이브 트랜지스터(DX2) 및 제2 선택 신호(SEL2)에 대응하여 제2 드라이브 트랜지스터(DX2)로부터 출력된 제2 픽셀 신호를 제2 출력 신호(Vout2)로서 출력할 수 있다.
마찬가지로, 제3 픽셀(570)은 제4 광량 추출회로(550), 제6 광량 추출회로(미도시) 및 제3 광량 출력회로(555)를 포함할 수 있다.
제3 광량 추출회로(540)는 대상물(130)로부터 반사된 빛을 받아들여 그 빛의 세기에 따라 제1 전하를 생성하여 제2 광전 노드(LE1)로 전송하는 제2 광전 변환 소자(PD2) 및 제4 전송 제어신호(TG4)에 따라 제2 광전 노드(LE2)에 축적된 제2 전하를 제3 플로팅 디퓨젼 노드(FD3)로 전송하는 제4 전송 트랜지스터(TX4)를 포함할 수 있다. 따라서, 제2 광전 변환 소자(PD2)는 제2 광량 추출회로(520) 및 제4 광량 추출회로(550)에 의해 공유될 수 있다.
제3 광량 출력회로(555)는 제4 광량 추출회로(550) 및 제6 광량 추출회로(미도시)와 제3 플로팅 디퓨젼 노드(FD3)를 공유할 수 있으며, 제3 리셋 신호(RS3)에 대응하여 제3 플로팅 디퓨젼 노드(FD3)를 리셋하는 제3 리셋 트랜지스터(RX3), 제3 플로팅 디퓨젼 노드(FD3)에 축적된 전하량에 따라 버퍼링 동작으로 제3 픽셀 신호를 생성하는 제3 드라이브 트랜지스터(DX3) 및 제3 선택 신호(SEL3)에 대응하여 제3 드라이브 트랜지스터(DX3)로부터 출력된 제3 픽셀 신호를 제3 출력 신호(Vout3)로서 출력할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 1 및 도 5 내지 6을 참조하면, 제3 전송 제어신호(TG3)에 따라 제3 전송 트랜지스터(TX3)는 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제2 플로팅 디퓨젼 노드(FD2)로 전송하고 제2 리셋 신호(RS2)에 따라 제2 리셋 트랜지스터(RX2)가 제1 전하를 방출함으로써 제1 광전 노드(LE1)를 리셋할 수 있다. 또한, 제1 전송 제어신호(TG1)에 따라 제1 전송 트랜지스터(TX1)는 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송하고 제1 리셋 신호(RS1)에 따라 제1 리셋 트랜지스터(RX1)가 제1 전하를 방출함으로써 제1 광전 노드(LE1)를 리셋할 수 있다. 마찬가지로, 제2 광량 추출회로(520)의 제2 광전 노드(LE2)는 제3 전송 트랜지스터(TX3) 내지 제4 전송 트랜지스터(TX4), 제1 리셋 트랜지스터(RX1) 및 제3 리셋 트랜지스터(RX3)의 동작으로 리셋될 수 있다(S610).
대상물(130)로부터 반사된 빛은 픽셀 어레이에 입사되고(S620) 깊이 센서의 픽셀(500)에 포함된 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제2 광전 변환 소자(PD2)는 반사된 빛의 양에 대응하는 제1 및 제2 전하를 각각 생성할 수 있다(S630). 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제2 광전 변환 소자(PD2)에 의해 생성된 제1 및 제2 전하는 각각 제1 광전 노드(LE1) 및 제2 광전 노드(LE2)에 축적될 수 있다.
제2 전송 트랜지스터(TX2)는 제2 전송 제어신호(TG2)에 따라 제1 광전 노드(LE1)에 축적된 제1 전하를 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송할 수 있고, 제3 전송 트랜지스터(TX3)는 제3 전송 제어신호(TG3)에 따라 제2 광전 노드(LE2)에 축적된 제2 전하를 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)로 전송할 수 있다. 제1 전송 트랜지스터(TX1)에 의한 제1 전하의 전송과 제2 전송 트랜지스터(TX2)에 의한 제2 전하의 전송은 동시에 이루어질 수도 있고, 순차적으로 이루어질 수도 있다(S640).
제1 드라이브 트랜지스터(DX1)는 게이트단이 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)에 연결되어 있고, 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)의 전압레벨이 제1 광량 추출회로(510) 및 제2 광량 추출회로(520)로부터 전송된 제1 전하 및 제2 전하에 의해 일정 전압레벨에 도달한 경우 제1 픽셀 신호를 생성할 수 있다(S650).
제1 선택 트랜지스터(SX1)는 제1 드라이브 트랜지스터(DX1)로부터 수신된 제1 픽셀 신호를 도 9에 도시된 로우 드라이버(115)로부터 출력된 제1 선택 신호(SEL1)에 대응하여 출력신호로서 출력할 수 있다(S660).
본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)은 제1 광량 추출회로(510), 제2 광량 추출회로(520) 및 제1 광량 출력회로(530)를 포함하고 있으며, 제1 광량 추출회로(510) 및 제2 광량 추출회로(520)는 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1)를 공유할 수 있다. 또한, 제1 광량 추출회로(510)는 인접한 제2 픽셀(560)에 포함된 제3 광량 추출회로(540)과 제1 광전 변환 소자(PD1)을 공유할 수 있고, 제2 광량 추출회로(520)는 인접한 제3 픽셀(570)에 포함된 제4 광량 추출회로(550)와 제2 광전 변환 소자(PD2)를 공유할 수 있어, 픽셀의 소형화에 따른 공간 낭비를 최소화할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)에 포함된 제1 광량 추출회로(510)의 변형예(512)이다.
도 5 및 도 7a를 참조하면, 변형예에 따른 제1 광량 추출회로(510)는 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제1 전송 트랜지스터(TX1) 외에 모듈링 블락(513)을 더 포함할 수 있다. 모듈링 블락(513) 및 제1 광전 변환 소자(PD1)은 변형예에 따른 제1 광량 추출회로(512) 및 제3 광량 추출회로(542)에 의해 공유될 수 있다. 제1 광전 변환 소자(PD1) 및 제1 전송 트랜지스터(TX1)의 기본적인 동작은 도 5에 도시된 회로와 동일한 바 차이점 위주로 설명하기로 한다.
모듈링 블락(513)은 제1 전송 트랜지스터(TX1) 및 제3 전송 트랜지스터(TX3) 사이에 연결될 수 있으며 일측단은 제1 광전 변환 소자(PD1)와 연결될 수 있다. 모듈링 블락(513)은 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제1 광전 변환 소자(PD1)에서 생성된 제1 전하는 모듈링 블락(513)을 경유하여 제1 전송 트랜지스터(TX1) 및 제3 전송 트랜지스터(TX3)로 전송될 수 있다. 모듈링 블락(513)이 삽입되어 모듈링 제어신호에 따라 제1 전하가 모듈링 블락(513)을 경유하여 전송되는 경우 제1 광전 노드(LE1) 및 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1) 사이의 전송 속도가 향상될 수 있다.
상기 변형예는 제1 광량 추출회로(510) 만을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)에 포함된 제2 광량 추출회로(520)를 비롯한 모든 광량 추출회로에 적용될 수 있다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)에 포함된 제1 광량 추출회로(510)의 변형예(514)이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 제1 광량 추출회로(510)에 포함된 모듈링 블락(513)이 하나의 모듈링 트랜지스터로 구성되는 경우를 나타낸다. 제1 광전 변환 소자(PD1)에서 생성된 제1 전하는 제1 모듈링 트랜지스터(MX1)를 경유하여 제1 모듈링 제어신호(MG1)에 따라 제1 전송 트랜지스터(TX1) 및 변형예에 따른 제3 광량 추출회로(544)에 포함된 제3 전송 트랜지스터(TX3)로 전송될 수 있다. 이 때, 제1 모듈링 트랜지스터(MX1)가 삽입되는 경우 제1 광전 노드(LE1) 및 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1) 사이에 보다 빠른 전송속도를 얻을 수 있다.
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(500)에 포함된 제1 광량 추출회로(510)의 변형예(516)이다.
도 7c는 도 7a에 도시된 제1 광량 추출회로(510)에 포함된 모듈링 블락(513)이 두 개의 모듈링 트랜지스터로 구성되는 경우를 나타낸다. 제1 광전 변환 소자(PD1)에서 생성된 제1 전하는 제1 모듈링 트랜지스터(MX1)를 경유하여 제1 모듈링 제어신호(MG1)에 따라 제1 전송 트랜지스터(TX1)로 전송되거나, 제2 모듈링 트랜지스터(MX2)를 경유하여 제2 모듈링 제어신호(MG2)에 따라 변형예에 따른 제3 광량 추출회로(546)에 포함된 제3 전송 트랜지스터(TX3)로 전송될 수 있다. 이 경우 제1 모듈링 트랜지스터(MX1)은 제1 광량 추출회로(516)에 포함될 수 있고, 제2 모듈링 트랜지스터(MX2)는 제3 광량 추출 회로(546)에 포함될 수 있다. 이 때, 제1 모듈링 트랜지스터(MX1) 및 제2 모듈링 트랜지스터(MX2)가 삽입되는 경우 제1 광전 노드(LE1) 및 제1 플로팅 디퓨젼 노드(FD1) 사이에 보다 빠른 전송속도를 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀을 포함하는 단위 픽셀 어레이(140’)를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
이를 참조하면, 단위 픽셀 어레이(140’)는 대상물(130)의 컬러를 센싱하기 위한 컬러 픽셀(R, G, B)과 대상물(130)과의 거리를 센싱하기 위한 깊이 픽셀(Z)을 포함할 수 있다. R, G, B 컬러 픽셀은 통상 베이어 패턴(Bayer Pattern) 구조의 단위 픽셀 어레이(140’)의 구성요소이며, 여기에 깊이 픽셀(Z)이 추가된 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 단위 픽셀 어레이(140’)를 포함하는 픽셀어레이(140)는 가로와 세로의 비율이 동일한 스퀘어 타입(square type)으로 구성될 수 있다. 또한, 단위 픽셀 어레이(140’)를 포함하는 픽셀어레이(140)의 광전하 전송 속도 효율의 증가 및 필 팩터(fill-factor; 광 센싱 영역과 단위 픽셀 영역의 비율) 개선을 위한 가로와 세로의 비율이 상이한(1:X 구조) 논 스퀘어 타입(non-square type)으로도 구성될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 전술한 R, G, B 만을 포함하는 단위 픽셀 어레이(140’)를 포함하는 픽셀어레이(140) 이외에, 보색인 Mg(마젠타), Cy(사이언), Y(옐로우), B(블랙), W(화이트) 등이 서로 혼합된 2*2, 3*3, 4*4 등의 모자이크(mosaic) 배열이나 스트라이프(stripe) 배열 등으로도 구현 가능하다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀을 포함하는 이미지 센서(100’)의 블록도이다.
도 9에 도시된 이미지 센서(100’)는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀(200,500)을 포함하는 3차원 영상 신호를 얻기 위한 장치이다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서(100’)는 광원(120), 픽셀 어레이(140), 로우 어드레스 디코더(114), 로우 드라이버(115), 컬럼 드라이버(117), 컬럼 어드레스 디코더(118), 샘플 앤 홀드블록(152), ADC(154), 및 ISP(156, Image Signal Processor)를 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(140)는 도 8에 도시된 단위 픽셀 어레이(140’)가 다수 배열된 구조를 가질 수 있다. 픽셀 어레이(140)를 구성하는 다수의 픽셀들 각각은 로우 드라이버(115)에서 발생된 다수의 제어 신호들에 응답하여 픽셀 신호들(예컨대, 칼라 이미지 신호와 거리 신호)을 컬럼(column) 단위로 출력할 수 있다.
제어부(112)는 광원(120), 픽셀 어레이(140), 로우 어드레스 디코더(114), 로우 드라이버(115), 컬럼 드라이버(117), 컬럼 어드레스 디코더(118), 샘플 앤 홀드블록(152), ADC(154), ISP(156, Image Signal Processor)의 동작을 제어하기 위한 다수의 제어신호들을 출력할 수 있으며, 픽셀 어레이(140)에서 감지된 신호(칼라 이미지 신호와 거리 신호)의 출력을 위한 어드레싱(addressing) 신호들을 생성할 수 있다.
보다 상세하게는, 제어부(112)는 픽셀 어레이(140)에 구현된 다수의 픽셀들 중에서 어느 하나의 픽셀에서 감지된 신호의 출력을 위하여 상기 어느 하나의 픽셀이 접속된 로우라인을 선택하기 위하여 로우 어드레스 디코더(114) 및 로우 드라이버(115)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(112)는 어느 하나의 픽셀이 접속된 컬럼라인을 선택하기 위하여 컬럼 드라이버(117) 및 컬럼 어드레스 디코더(118)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(112)는 도 1에 도시된 제어부(110)와 마찬가지로, 광원(120)이 주기적으로 빛을 투사하도록 제어하고, 픽셀 어레이(140)의 픽셀 중 거리를 센싱하기 위한 광 검출 소자들(PD1, PD2)의 온/오프 타이밍을 제어할 수 있다.
로우 어드레스 디코더(114)는 제어부(112)에서 출력되는 로우 제어신호를 디코딩하고 디코딩된 로우 제어신호를 출력하며, 로우 드라이버(115)는 상기 로우 어드레스 디코더(114)에서 출력되는 디코딩된 로우 제어신호에 응답하여 픽셀 어레이(140)의 로우라인을 선택적으로 활성화시킨다.
컬럼 어드레스 디코더(118)는 제어부(112)에서 출력되는 컬럼 제어신호(예컨대, 어드레스 신호)를 디코딩하고 디코딩된 컬럼 제어신호를 출력하며, 컬럼 드라이버(117)는 상기 컬럼 어드레스 디코더(118)에서 출력되는 디코딩된 컬럼 제어신호에 응답하여 픽셀 어레이(140)의 컬럼라인을 선택적으로 활성화시킨다.
샘플 앤 홀드블록(152)은 로우 드라이버(115) 및 컬럼 드라이버(117)에 의해서 선택된 픽셀에서 출력된 픽셀 신호를 샘플 앤 홀드할 수 있다. 예컨대, 상기 샘플 앤 홀드블록(152)은 픽셀 어레이(140)에 형성된 다수의 픽셀들 로우 드라이버(115) 및 컬럼 드라이버(117)에 의해서 선택된 픽셀에서 출력되는 신호들을 각각 샘플 앤 홀드할 수 있다.
ADC(154)는 샘플 앤 홀드블록(152)에서 출력되는 신호들을 아날로그-디지털 변환하여 아날로그-디지털 변환된 픽셀 데이터를 출력할 수 있다. 이때, 상기 샘플 앤 홀드블록(152)와 상기 ADC(154)는 하나의 칩(chip)으로 구현될 수 있다.
ADC(154)는 샘플 앤 홀드블록(152)에서 출력되는 신호들을 상관 이중 샘플링(Correlated Double Sampling)하는 CDS 회로(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 ADC(154)는 상관 이중 샘플링된 신호와 램프 신호(미도시)를 비교하고 비교결과를 아날로그-디지털 변환된 픽셀 데이터로서 출력할 수 있다.
ISP(156)는 ADC(154)에서 출력된 픽셀 데이터에 기초하여 디지털 영상처리를 수행할 수 있다. ISP(156)는 또한, 도 1에 도시된 신호 처리부(150)처럼, 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀에 의해 생성된 신호를 수신하고 이를 토대로 광 비행 시간(time of flight)을 센싱하여 거리를 산출할 수 있다. 또한 ISP(156)는 R,G,B,Z(거리) 포맷의 베이어 신호를 보간(interpolation)하고, 보간된 신호를 이용하여 3차원 영상 신호를 생성할 수 있다. 또한, ISP(156)는 에지를 강화하는 에지 강화 기능, 의사 색 성분을 억제 하는 기능 등을 더 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서(100’)가 포함된 반도체 시스템(900)의 개략적인 블록도이다.
예컨대, 상기 반도체 시스템(900)은 컴퓨터 시스템(computer system), 휴대용 통신 단말기(mobile communication terminal), 카메라 시스템(camera system), 스캐너(scanner), 네비게이션 시스템(navigation system), 비디오폰(videophone), 감독 시스템(supervision system), 자동 포커스 시스템(automatic focus system), 추적 시스템(tracing system), 동작 감시 시스템(operation monitoring system), 이미지 안정화 시스템(image stabilization system) 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 10을 참조하면, 반도체 시스템(900)의 한 종류인 컴퓨터 시스템은 버스(910), 중앙 정보 처리 장치(CPU)(920), 본 발명의 실시예에 따른 깊이 센서의 픽셀을 포함하는 깊이 센서(930) 및 메모리 장치(940)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 반도체 시스템(900)은 상기 버스(910)에 접속되어 외부와 통신할 수 있는 인터페이스(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서 인터페이스는 예컨대, I/O 인터페이스일 수 있으며, 무선(wireless) 인터페이스일 수 있다.
상기 CPU(920)는 상기 깊이 센서(930)의 동작을 제어할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있으며, 상기 버스(910)를 통해 상기 깊이 센서(930)에 제어 신호를 제공할 수 있다.
상기 메모리 장치는(940)는 상기 깊이 센서(930)로부터 출력되는 거리 정보 또는 거리 정보를 포함하는 3차원 영상 신호를 상기 버스(910)를 통해 제공받고, 이를 저장할 수 있다.
한편, 상기 깊이 센서(930)는 상기 CPU(920), 및 상기 메모리 장치(940) 등과 함께 집적될 수 있으며, 경우에 따라서는 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor; DSP)가 함께 집적되거나, 또는 상기 깊이 센서(930)만 별개의 칩에 집적될 수도 있다. 또한 깊이 센서(930) 대신에 상술한 이미지 센서(100’)가 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 본 발명에 따른 온라인 광고 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드는 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 전송될 수도 있다.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
픽셀 어레이(140),
제1 광량 추출회로(210),
제2 광량 추출회로(220),
광량 출력회로(230),
단위 픽셀 어레이(140’)

Claims (10)

  1. 깊이 센서의 단위 픽셀에 있어서,
    광량 출력회로;
    상기 광량 출력회로에 연결되고, 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제1 전하를 생성하고, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 광량 추출회로; 및
    상기 광량 출력회로에 연결되고, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제2 전하를 생성하고, 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제2 광량 추출회로를 포함하며,
    상기 광량 출력회로는 상기 제1 광량 추출회로 및 상기 제2 광량 추출회로로부터 전송된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하를 함께 수신하여 입력되는 제어 신호에 따라 픽셀 신호를 출력하는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 광량 추출회로는
    일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되는 제1 전송 트랜지스터;
    일측단이 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제1 드레인 트랜지스터; 및
    일측단이 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제1 드레인 트랜지스터의 일측단에 연결되며, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 상기 제1 전하를 생성하는 제1 광전 변환 소자를 포함하며,
    상기 제1 전송 트랜지스터는 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 광량 추출회로는
    일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되는 제1 전송 트랜지스터;
    상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제1 모듈링 블락;
    일측단이 상기 제1 모듈링 블락에 연결되는 제1 드레인 트랜지스터; 및
    상기 제1 모듈링 블락에 연결되며, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 상기 제1 전하를 생성하는 제1 광전 변환 소자를 포함하며,
    상기 제1 모듈링 블락은 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제1 드레인 트랜지스터의 일측단 사이에 시리즈로 연결되는 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 전하는 상기 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 경유하여 상기 제1 전송 트랜지스터 및 상기 제1 드레인 트랜지스터로 전송되고,
    상기 제1 전송 트랜지스터는 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 광량 추출회로는
    일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되는 제2 전송 트랜지스터;
    일측단이 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제2 드레인 트랜지스터; 및
    일측단이 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제2 드레인 트랜지스터의 일측단에 연결되며, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 상기 제2 전하를 생성하는 제2 광전 변환 소자를 포함하며,
    상기 제2 전송 트랜지스터는 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 광량 추출회로는
    일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되는 제2 전송 트랜지스터;
    상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제2 모듈링 블락;
    일측단이 상기 제2 모듈링 블락에 연결되는 제2 드레인 트랜지스터; 및
    상기 제2 모듈링 블락에 연결되며, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 상기 제2 전하를 생성하는 제2 광전 변환 소자를 포함하며,
    상기 제2 모듈링 블락은 상기 제2 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제2 드레인 트랜지스터의 일측단 사이에 시리즈로 연결되는 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함하고, 상기 제2 전하는 상기 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 경유하여 상기 제2 전송 트랜지스터 및 상기 제2 드레인 트랜지스터로 전송되고,
    상기 제2 전송 트랜지스터는 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어신호는 리셋 신호 및 선택 신호를 포함하며,
    상기 광량 출력회로는
    선택 트랜지스터;
    일측단이 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하가 전송되는 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 연결되고, 상기 리셋 신호에 대응하여 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 축적된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하를 방출하는 리셋 트랜지스터; 및
    게이트단이 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 연결되고 일측단이 상기 선택 트랜지스터에 연결되며, 상기 제1 플로팅 디퓨젼 노드에 축적된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하에 대응하여 버퍼링 동작을 수행하여 상기 픽셀 신호를 전송하는 드라이브 트랜지스터를 포함하며,
    상기 선택 트랜지스터는 일측단이 상기 드라이브 트랜지스터에 연결되고, 상기 선택 신호에 대응하여 상기 드라이브 트랜지스터로부터 전송된 상기 픽셀 신호를 출력하는 선택 트랜지스터를 포함하는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  7. 깊이 센서의 단위 픽셀에 있어서,
    광량 출력회로;
    상기 광량 출력회로에 연결되고, 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제1 전하를 생성하는 제1 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 광량 추출회로; 및
    상기 광량 출력회로에 연결되고, 상기 대상물로부터 반사된 빛의 양에 따라 가변되는 제2 전하를 생성하는 제2 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 제2 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제2 광량 추출회로를 포함하며,
    상기 광량 출력회로는 상기 제1 광량 추출회로 및 상기 제2 광량 추출회로로부터 전송된 상기 제1 전하 및 상기 제2 전하를 함께 수신하여 제어 신호에 따라 픽셀 신호를 출력하고,
    상기 제1 광전 변환 소자는 제3 광량 추출회로와 공유되고, 상기 제2 광전 변환 소자는 제4 광량 추출회로와 공유되는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 깊이 센서의 단위 픽셀은 제1 픽셀이고,
    상기 제3 광량 추출회로는 상기 제1 픽셀에 인접한 제2 픽셀에 포함되고,
    상기 제4 광량 추출회로는 상기 제1 픽셀에 인접한 제3 픽셀에 포함되는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 광량 추출회로는
    일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되며, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 전송 트랜지스터를 더 포함하며,
    상기 제1 광전 변환 소자는 일측단이 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제3 광량 추출회로에 포함되는 제3 전송 트랜지스터의 일측단에 연결되는 깊이 센서의 단위 픽셀.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1 광량 추출회로는
    일측단이 상기 광량 출력회로에 연결되며, 상기 제1 전하를 상기 광량 출력회로로 전송하는 제1 전송 트랜지스터; 및
    상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단에 연결되는 제1 모듈링 블락을 더 포함하며,
    상기 제1 광전 변환 소자는 상기 제1 모듈링 블락에 연결되고,
    상기 제1 모듈링 블락은 상기 제1 전송 트랜지스터의 타측단 및 상기 제3 광량 추출회로에 포함되는 제3 전송 트랜지스터의 일측단 사이에 시리즈로 연결되는 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 전하는 상기 적어도 하나 이상의 모듈링 트랜지스터를 경유하여 상기 제1 전송 트랜지스터 및 상기 제3 전송 트랜지스터로 전송되는 깊이 센서의 단위 픽셀.
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