KR20150000250A - 단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서 - Google Patents

단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20150000250A
KR20150000250A KR1020130072469A KR20130072469A KR20150000250A KR 20150000250 A KR20150000250 A KR 20150000250A KR 1020130072469 A KR1020130072469 A KR 1020130072469A KR 20130072469 A KR20130072469 A KR 20130072469A KR 20150000250 A KR20150000250 A KR 20150000250A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
unit
optical node
optical
frame
Prior art date
Application number
KR1020130072469A
Other languages
English (en)
Inventor
오민석
공해경
이한수
김태찬
안정착
임무섭
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020130072469A priority Critical patent/KR20150000250A/ko
Priority to US14/288,905 priority patent/US9313372B2/en
Publication of KR20150000250A publication Critical patent/KR20150000250A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
    • H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
    • H04N3/155—Control of the image-sensor operation, e.g. image processing within the image-sensor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 단위 픽셀은 단위 광신호에 응답하여, 광 노드에 전기 신호를 생성하기 위한 포토 다이오드, 상기 광 노드로부터 상기 전기 신호를 수신하고, 상기 수신된 전기 신호에 응답하여, 외부 단자로 제 1 및 제 2 프레임 신호들을 출력하는 출력부, 상기 광 노드 및 전원 단자 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 프레임 신호들이 상기 외부 단자로 출력될 때, 상기 광 노드에 생성된 상기 전기 신호를 상기 전원 단자로 방전시키는 방전부를 포함한다.

Description

단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서{UNIT PIXEL AND IMAGE SENSOR COMPRISING THE UNIT PIXEL CIRCUIT}
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 더 상세하게는 TOF(Time-Of-Flight) 및 글로벌 셔터 방식에 기반한, 단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서(Image Sensor)는 피사체(또는 타켓 물체)로부터 입사되는 광전하들을 전기 신호로 변환함으로써, 상기 피사체의 영상 정보를 측정할 수 있다. 이미지 센서의 종류로는 CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor) 또는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서 등이 포함될 수 있다.
이미지 센서는 소스(Source)로부터 방사된 펄스 형태의 광신호가, 타켓 물체에 의해 반사되어 되돌아 올 때까지의 시간에 기반하여, 거리를 측정할 수 있다. 이미지 센서의 거리 측정 방식으로는 TOF 측정 방식이 사용될 수 있다.
또한, 이미지 센서의 구동 방식으로, 롤링 셔터(Rolling shutter)방식이 사용될 수 있다. 일반적으로, 롤링 셔터 방식은 열 단위로 CDS(Correlated double sampling) 동작을 수행하나, CDS 동작을 수행하지 않는 열들 간에 커플링(Coupling)이 발생할 수 있다. 따라서, 이미지 센서는 커플링에 따른 고정 패턴 잡음(Fixed pattern noise, 이하:FPN)이 발생함에 따라, 시스템의 동작이 불안정해질 수 있다.
따라서, 본 발명은 글로벌 셔터 방식을 이용하여, 단위 픽셀의 커플링을 감소시키는 단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단위 픽셀은 단위 광신호에 응답하여, 광 노드에 전기 신호를 생성하기 위한 포토 다이오드, 상기 광 노드로부터 상기 전기 신호를 수신하고, 상기 수신된 전기 신호에 응답하여, 외부 단자로 제 1 및 제 2 프레임 신호들을 출력하는 출력부, 상기 광 노드 및 전원 단자 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 프레임 신호들이 상기 외부 단자로 출력될 때, 상기 광 노드에 생성된 상기 전기 신호를 상기 전원 단자로 방전시키는 방전부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이미지 센서는 광신호를 생성하여 피사체로 전달하는 광원부, 상기 피사체로부터 반사되는 상기 광신호를 전기 신호로 변환하고, 포토 제어 신호에 응답하여 상기 전기 신호를 플로팅 확산 노드로 전달하는, 그리고 상기 플로팅 확산 노드에 인가된 상기 전기 신호에 응답하여, 프레임 신호를 외부 단자로 출력하는 픽셀 어레이, 상기 포토 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 포토 제어 신호를 상기 픽셀 어레이에 인가하는 로우 드라이버를 포함하되, 상기 픽셀 어레이는 글로벌 셔터 방식에 기반하여, 상기 프레임 신호를 상기 외부 단자로 출력하고, 상기 로우 드라이버는 상기 프레임 신호가 외부로 출력될 때, 상기 포토 제어 신호를 차단시킨다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이미지 센서는 글로벌 셔터 방식을 이용하여, CDS 동작을 수행한다. 따라서, 이미지 센서는 CDS 동작을 수행할 시 발생하는, 고정 패턴 잡음을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단위 픽셀을 보여주는 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 단위 픽셀의 동작을 보여주는 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단위 픽셀을 보여주는 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 단위 픽셀의 동작을 보여주는 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 시스템 및 인터페이스를 나타낸다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 동일한 구성 요소들은 동일한 참조번호를 이용하여 인용될 것이다. 유사한 구성 요소들은 유사한 참조번호들을 이용하여 인용될 것이다. 아래에서 설명될 본 발명에 따른 단위 픽셀 및 이를 포함하는 이미지 센서와, 그것에 의해 수행되는 동작은 예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 이미지 센서(10)는 적외선 에미터(100), 렌즈(200), 픽셀 어레이(300), 타이밍 컨트롤러(400), 로우 드라이버(410), 상관 이중 샘플링부(420), 아날로그-디지털 변환부(430), 메모리(440), 및 이미지 신호 프로세서(450)를 포함한다. 피사체(20)는 이미지 센서(10)와의 거리를 산출하는 대상으로서 사용된다.
적외선 에미터(100)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 인가되는 제어 신호(IS)에 응답하여, 적외선 광신호(EL)를 생성한다. 실시 예에 있어서, 적외선 에미터(100)는 변조된 적외선 광신호(EL)를 생성한다. 변조된 적외선 광신호(EL)는 정현파 또는 구형파일 수 있다.
적외선 에미터(100)는 생성된 적외선 광신호(EL)를 피사체(20)로 출력한다. 피사체(20)는 적외선 에미터(100)로부터 수신된 적외선 광신호(EL)를, 렌즈(200)로 반사시킨다. 피사체(20)로부터 반사되는 신호는 반사 광신호(RL)일 수 있다.
적외선 에미터(100)로부터 출력된 적외선 광신호(EL)가 피사체(20)에 도달한 시간 및 피사체(20)에 의하여 반사된 반사 광신호(RL)가 센서(10)에 입사된 시간 차이(td)에 기반하여, 피사체(20)까지의 거리(d)가 측정될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, d는 이미지 센서(10)와 피사체(11)와의 거리이며, c는 광속을 나타낸다.
또한, 적외선 에미터(100)는 LED(light emitting diode), OLED(organic light emitting diode), AMOLED(active-matrix organic light emitting diode) 또는 레이저 다이오드(laser diode) 등으로 구현될 수 있다.
렌즈(200)는 피사체(20)에 의해 반사되는 반사 광신호(RL)를 픽셀 어레이(300)로 집광시킨다.
픽셀 어레이(300)는 렌즈(200)를 통해 전달되는 반사 광신호(RL) 및 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 복수의 제어 신호들을 수신한다. 픽셀 어레이(300)는 복수의 픽셀(310)들을 포함할 수 있으며, 각 픽셀(310)마다 반사 광신호(RL) 및 복수의 제어 신호들이 수신된다.
픽셀(310)은 수신된 반사 광신호(RL) 및 복수의 제어 신호들에 기반하여, 외부로 프레임 신호를 출력할 수 있다. 픽셀 어레이(300)로부터 출력된 프레임 신호는 상관 이중 샘플링부(420)로 전달된다. 픽셀(310)의 구조 및 동작 과정은 도 2를 통해 자세히 설명된다.
타이밍 컨트롤러(400)는 이미지 센서(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 적외선 에미터(100)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 출력된 제어 신호(IS)에 응답하여, 변조된 적외선 광신호(EL)를 생성할 수 있다. 또 다른 예로서, 로우 드라이버(410)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 출력된 제어 신호(RS)에 응답하여, 픽셀 어레이(300)의 구동에 필요한 복수의 제어 신호들을 생성할 수 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(400)는 상관 이중 샘플링부(420) 및 아날로그-디지털 변환부(430)의 동작에 필요한 제어 신호들(DS, CS)을 각각 생성한다.
로우 드라이버(410)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 출력된 제어 신호(RS)를 수신한다. 로우 드라이버(410)는 수신된 제어 신호(RS)에 응답하여, 각 픽셀(310)의 동작에 필요한 복수의 제어 신호들을 생성한다. 예시적으로, 로우 드라이버(410)로부터 생성된 제어 신호는 픽셀(310)에 포함된 트랜지스터의 게이트 신호로서 이용될 수 있다.
상관 이중 샘플링부(420)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 제어 신호(DS) 및 픽셀 어레이(300)로부터 프레임 신호를 각각 수신한다. 상관 이중 샘플링부(420)는 제어 신호(DS)에 응답하여, 수신된 프레임 신호의 CDS 동작을 수행한다. 상관 이중 샘플링부(420)는 CDS 동작이 완료된 프레임 신호들을 아날로그-디지털 변환부(430)로 전달한다.
아날로그-디지털 변환부(430)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 제어 신호(CS) 및 상관 이중 샘플링부(420)로부터 CDS 동작이 완료된 프레임 신호들을 수신한다. 아날로그-디지털 변환부(430)는 제어 신호(CS)에 응답하여, CDS 동작이 완료된 각 프레임 신호의 아날로그-디지털 변환(Analog to digital converting)을 수행한다. 아날로그-디지털 변환부(430)는 각 프레임 신호의 아날로그-디지털 변환(Analog to digital converting)이 수행된 디지털 신호를 메모리(440)로 전달한다.
메모리(440)는 아날로그-디지털 변환부(430)로부터 출력된 디지털 신호를 수신하고, 수신된 디지털 신호를 저장한다. 메모리(440)에 저장된 디지털 신호는 컬럼 디코더(미도시)에 의하여, 이미지 신호 프로세서(450)로 출력될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단위 픽셀을 보여주는 회로도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 픽셀(310a)은 제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터들(N1, N2), 제 1 및 제 2 포토 트랜지스터들(N3, N4), 제 1 및 제 2 드라이브 트랜지스터들(N5, N6), 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(N7, N8), 방전 트랜지스터(N9), 제 1 커패시터(C1), 제 2 커패시터(C2), 및 포토 다이오드(PD)를 포함한다.
실시 예에 있어서, 픽셀(310a)에 포함된 각 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터로 구현된 것으로서 설명된다. 또한, 도 2에서 제 1 및 제 2 포토 트랜지스터들(N3, N4)와, 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(N7, N8)은 단위 픽셀의 출력부로서 기능을 수행한다. 제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터들(N1, N2)는 리셋부로서의 기능을 수행한다.
포토 다이오드(PD)는 광 노드(Q) 및 접지 단자 사이에 연결되어, 렌즈(200)를 통해 수신되는 반사 광신호(RL)를 수신한다. 포토 다이오드(PD)는 수신된 반사 광신호(RL)를 전기적인 신호로서 변환할 수 있다. 포토 다이오드(PD)는 변환된 전기 신호를 광 노드(Q)로 전달한다.
포토 다이오드(PD)는 포토 트랜지스터(Photo transistor), 포토 게이트(Photo gate), 핀드 포토 다이오드(Pinned photo diode, 이하:PPD) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 리셋 트랜지스터(N1)는 전원 단자 및 제 1 플로팅 확산 노드(FD1)와 전기적으로 연결된다. 제 2 리셋 트랜지스터(N2)는 전원 단자 및 제 2 플로팅 확산 노드(FD2)와 전기적으로 연결된다.
제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터들(N1, N2)의 게이트 단자 각각은 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 리셋 신호(RG)를 수신한다. 제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터들(N1, N2)은 수신된 리셋 신호(RG)에 응답하여, 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드들(FD1, FD2)을 리셋(Reset)할 수 있다.
제 1 포토 트랜지스터(N3)는 제 1 플로팅 확산 노드(FD1) 및 광 노드(Q) 사이에 전기적으로 연결된다. 제 1 포토 트랜지스터(N3)의 게이트 단자는 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 제 1 포토 제어 신호(PG1)를 수신한다. 제 1 포토 트랜지스터(N3)는 수신된 제 1 포토 제어 신호(PG1)에 응답하여, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호를 제 1 플로팅 확산 노드(FD1)로 전달할 수 있다. 제 1 플로팅 확산 노드(FD1)에 전달된 전기 신호를 제 1 커패시터(C1)에 축적될 수 있다. 예시적으로, 전기 신호는 광전하들일 수 있다.
제 2 포토 트랜지스터(N4)는 제 2 플로팅 확산 노드(FD2) 및 광 노드(Q) 사이에 전기적으로 연결된다. 제 2 포토 트랜지스터(N4)의 게이트 단자는 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 제 2 포토 제어 신호(PG2)를 수신한다. 제 2 포토 트랜지스터(N4)는 수신된 제 2 포토 제어 신호(PG2)에 응답하여, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호를 제 2 플로팅 확산 노드(FD2)로 전달할 수 있다. 제 2 플로팅 확산 노드(FD2)에 전달된 전기 신호는 제 2 커패시터(C2)에 축적될 수 있다.
또한, 실시 예에 있어서, 로우 드라이버(410)는 제 1 및 제 2 포토 제어 신호(PG1, PG2)가 서로 반전되어 출력되도록 제어한다. 예를 들어, 로우 드라이버(410)는 제 1 포토 제어 신호(PG1)와 제 2 포토 제어 신호(PG2)가 서로 180도의 위상 차이를 갖도록 제어할 수 있다. 따라서, 제 1 포토 트랜지스터(N3)가 턴-온(Turn-on)될 시, 제 2 포토 트랜지스터(N4)는 턴-오프(Turn-off) 된다. 이와 반대로, 제 1 포토 트랜지스터(N3)가 턴-오프(Turn-off)될 시, 제 2 포토 트랜지스터(N4)는 턴-온(Turn-on) 된다.
제 1 드라이브 트랜지스터(N5)는 전원 단자와 제 1 선택 트랜지스터(N7) 사이에 전기적으로 연결된다. 제 1 드라이브 트랜지스터(N5)의 게이트 단자는 제 1 플로팅 확산 노드(FD1)로부터 인가되는 플로팅 전압을 수신한다. 제 1 드라이브 트랜지스터(N5)는 수신된 플로팅 전압에 응답하여, 전원 전압(VDD)을 제 1 선택 트랜지스터(N7)로 전달한다.
제 2 드라이브 트랜지스터(N6)는 전원 단자와 제 2 선택 트랜지스터(N8) 사이에 전기적으로 연결된다. 제 2 드라이브 트랜지스터(N6)의 게이트 단자는 제 2 플로팅 확산 노드(FD2)로부터 인가되는 플로팅 전압을 수신한다. 제 2 드라이브 트랜지스터(N6)는 수신된 플로팅 전압에 응답하여, 전원 전압(VDD)을 제 2 선택 트랜지스터(N8)로 전달한다.
제 1 선택 트랜지스터(N7)는 제 1 드라이브 트랜지스터(N5) 및 외부 단자와 전기적으로 연결된다. 제 1 선택 트랜지스터(N7)는 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 선택 신호(SEL)에 응답하여, 제 1 출력 전압(A1)을 상관 이중 샘플링부(420)로 출력한다.
제 2 선택 트랜지스터(N8)는 제 2 드라이브 트랜지스터(N6) 및 외부 단자와 전기적으로 연결된다. 제 2 선택 트랜지스터(N8)는 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 선택 신호(SEL)에 응답하여, 제 2 출력 전압(B1)을 상관 이중 샘플링부(420)로 출력한다. 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터(N7, N8)로부터 출력되는 출력 전압은 프레임 신호일 수 있다.
또한, 두 번째 프레임으로부터 수행되는 픽셀(310a)의 동작에 기반하여, 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(N7, N8)은 제 3 및 제 4 출력 전압들(A2, B2)을 출력할 수 있다. 실시 예에 있어서, 로우 드라이버(410)는 첫 번째 프레임과 비교하여, 두 번째 프레임에서는 제 1 및 제 2 포토 제어 신호(PG1, PG2)의 위상이 90도 및 270도가 되도록 제어한다.
예시적으로, 첫 번째 프레임에서, 제 1 출력 전압(A1)은 제 1 포토 제어 신호(PG1)의 위상이 0도 일 때에 기반하여 출력된다. 제 2 출력 전압(B1)은 제 2 포토 제어 신호(PG2)의 위상이 180도일 때에 기반하여 출력된다. 또한, 두 번째 프레임에서, 제 3 출력 전압(A2)은 제 1 포토 제어 신호(PG1)의 위상이 90도 일 때에 기반하여 출력된다. 제 4 출력 전압(B2)은 제 2 포토 제어 신호(PG2)의 위상이 270도일 때에 기반하여 출력된다.
제 1 내지 제 4 출력 전압들(A1, B2, A2, B2)에 기반하여, 적외선 광신호(EL)와 반사 광신호(RL) 간의 시간 차이(td)를 계산할 수 있다.
Figure pat00002
따라서, 수학식 2의 결과에 기반하여, 시간 차이(td)가 산출되면, 수학식 1에서 설명된, 이미지 센서(10)와 피사체(20) 간의 거리(d)가 측정될 수 있다.
방전 트랜지스터(N9)는 전원 단자와 광 노드(Q) 사이에 전기적으로 연결된다. 방전 트랜지스터(N9)는 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 방전 신호(DG)에 응답하여, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호를 전원 단자로 방출시킨다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 방전 트랜지스터(N9)는 제 1 내지 제 4 출력 전압들(A1, B2, A2, B2)이 출력되는 동안, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호를 전원 단자로 방출시킨다. 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호가 전원 단자로 방출됨에 따라, 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드들(FD1, FD2)에 누설 전류가 흐르는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 픽셀 회로의 고정 패턴 잡음(FPN)이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서(10)는 글로벌 셔터(Global shutter) 방식을 통해 동작한다. 글로벌 셔터 방식에 기반하여, 로우 드라이버(410)는 픽셀 어레이(300)에 포함된 픽셀(310)들 각각에 제어 신호를 동시에 인가한다. 따라서, 픽셀 어레이(300)에 포함된 각 픽섹(310)들 각각은, 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 동시에 동작할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 이미지 센서(10)는 글로벌 셔터 방식에 기반하여, 피사체(20)와의 거리를 측정한다.
도 3은 도 2에 도시된 단위 픽셀의 동작을 보여주는 타이밍도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 초기 시간(t0)에서, 로우 드라이버(410, 도1 참조)는 제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터(N1, N2)의 게이트 단자에, 하이 레벨로써 제어된 리셋 신호(RG)를 각각 인가한다.
따라서, 제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터들(N1, N2)은 턴-온(Turn-on) 되며, 하이 레벨의 리셋 신호(RG)에 응답하여 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드들을(FD1, FD2) 리셋할 수 있다.
제 1 시간(t1)에서, 로우 드라이버(410)는 리셋 신호(RG)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변환되도록 제어한다. 따라서, 제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터들(N1, N2)은 턴-오프(Turn-off)된다.
또한, 로우 드라이버(410)는 제 1 포토 제어 신호(PG1)가 하이 레벨이 되도록 제어하여, 제 1 포토 트랜지스터(N3)의 게이트 단자에 인가한다. 제 1 포토 트랜지스터(N3)는 하이 레벨의 제 1 포토 제어 신호(PG1)에 응답하여, 턴-온된다. 따라서, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호가 제 1 포토 트랜지스터(N3)를 통해, 제 1 플로팅 확산 노드(FD1)로 전달될 수 있다.
제 2 시간(t2)에서, 로우 드라이버(410)는 제 1 포토 제어 신호(PG1)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변환되도록 제어한다. 따라서, 제 1 포토 트랜지스터(N3)는 턴-오프된다.
또한, 로우 드라이버(410)는 제 2 포토 제어 신호(PG2)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변환되도록 제어하여, 제 2 포토 트랜지스터(N4)의 게이트 단자에 인가한다. 제 2 포토 트랜지스터(N4)는 하이 레벨의 제 2 포토 제어 신호(PG2)에 응답하여, 턴-온된다. 따라서, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호가 제 2 포토 트랜지스터(N4)를 통해, 제 2 플로팅 확산 노드(FD2)로 전달될 수 있다.
상술된 바와 같이, 로우 드라이버(410)는 제 1 및 제 2 포토 제어 신호들(PG1, PG2)의 위상 차이가 서로 반전되도록 제어한다. 따라서, 제 1 및 제 2 포토 트랜지스터들(N3, N4)은 제 1 및 제 2 포토 제어 신호들(PG1, PG2)에 응답하여, 서로 반전되어 동작된다.
제 3 시간에서(t3), 로우 드라이버(410)는 제 1 및 제 2 시간(t1, t2)의 동작이 반복되도록, 제 1 및 제 2 포토 제어 신호들(PG1, PG2)을 제어한다. 자세하게, 로우 드라이버(410)는 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드들(FD1, FD2)에 인가되는 전압 레벨이 일정 기준치에 도달할 때까지, 제 1 및 제 2 시간(t1, t2)을 반복할 수 있다.
제 4 시간에서(t4), 로우 드라이버(410)는 선택 신호(SEL)가 하이 레벨이 되도록 제어하여, 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(N7, N8)의 게이트 단자에 각각 인가한다. 따라서, 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(N7, N8)은 하이 레벨의 선택 신호(SEL)에 응답하여 턴-온되며, 외부로 출력 전압을 각각 전달할 수 있다. 출력 전압은 프레임 신호일 수 있다.
자세하게, 첫 번째 프레임에서, 제 1 선택 트랜지스터(N7)는 0도 위상의 출력 전압을 외부로 전달하고, 제 2 선택 트랜지스터(N8)는 180도 위상의 출력 전압을 외부로 전달한다. 두 번째 프레임에서, 제 1 선택 트랜지스터(N7)는 90도 위상의 출력 전압을 외부로 전달하고, 제 2 선택 트랜지스터(N8)는 270도 위상의 출력 전압을 외부로 전달한다.
실시 예에 있어서, 로우 드라이버(410)는 픽셀 어레이(300, 도1 참조)의 각 행마다, 하이 레벨의 선택 신호(SEL)가 순차적으로 인가되도록 제어한다. 예시적으로, 로우 드라이버(410)는 첫 번째 행에 포함된 픽셀들에 하이 레벨의 선택 신호(SEL)를 인가한 후, 두 번째 행에 포함된 픽셀들에 하이 레벨의 선택 신호(SEL)를 인가한다. 따라서, 상관 이중 샘플링부(420, 도1 참조)는 픽셀 어레이(300)의 각 행별로 프레임 신호를 수신하여, CDS 동작을 수행할 수 있다.
실시 예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(400, 도1 참조)는 상관 이중 샘플링부(420)가 CDS 동작을 수행하는 동안, 적외선 에미터(100)가 턴-오프 되도록 제어한다. 또한, 로우 드라이버(410)는 상관 이중 샘플링부(420)가 CDS 동작을 수행하는 동안, 제 1 및 제 2 포토 제어 신호(PG1, GP2)의 레벨을 로우 레벨로 제어한다. 따라서, 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(N7, N8)이 턴-온되는 동안, 제 1 및 제 2 포토 트랜지스터들(N3, N4)은 턴-오프된다.
따라서, 상관 이중 샘플링부(420)는 픽셀 어레이(300)의 각 행마다 CDS 동작을 수행할 때, 회로의 커플링(Coupling)이 감소될 수 있다.
또한, 로우 드라이버(410)는 선택 신호(SEL)가 하이 레벨 일 때, 방전 신호(DG)가 하이 레벨이 되도록 제어한다. 방전 트랜지스터(N9)는 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(N7, N8)이 외부로 출력 전압을 각각 전달하는 동안, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호를 전원 단자로 방출시킨다. 방전 트랜지스터(N9)는 광 노드(Q)의 전압을 전원 단자로 방출시킴으로써, 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드(FD1, FD2)로 누설 전류가 발생되지 않도록 한다.
제 5 시간에서(t5), 로우 드라이버(410)는 리셋 신호(RG)가 하이 레벨이 되도록 제어한다. 따라서, 제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터들(N1, N2)은 턴-온(Turn-on) 되며, 하이 레벨의 리셋 신호(RG)에 응답하여 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드들을(FD1, FD2) 리셋할 수 있다. 로우 드라이버(410)는 한 프레임이 종료될 때마다, 리셋 신호(RG)가 발생되도록 제어한다.
제 6 시간에서(t6), 로우 드라이버(410)는 리셋 신호(RG)가 로우 레벨이 되도록 제어한다. 상관 이중 샘플링부(420)는 리셋 신호(RG)가 로우 레벨이 됨에 따라, 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드(FD1, FD2)의 리셋 레벨을 CDS한다. 실시 예에 있어서, 상관 이중 샘플링부(420)는 CDS 된 프레임 신호 및 리셋 신호를 서로 연산함으로써, 센서에 감지된 최종 신호를 출력할 수 있다.
제 7 시간에서(t7), 로우 드라이버(410)는 두 번째 프레임에 대한, 제 1 내지 제 6 시간의 동작을 반복적으로 수행한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단위 픽셀을 보여주는 회로도이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 픽셀(310b)은 제 1 및 제 2 리셋 트랜지스터들(M1, M2), 제 1 및 제 2 로우 트랜지스터들(M3, M4), 제 1 및 제 2 포토 트랜지스터들(M5, M6), 제 1 및 제 2 드라이브 트랜지스터들(M7, M8), 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(M9, M10), 방전 트랜지스터(M11), 제 1 커패시터(C1), 제 2 커패시터(C2), 및 포토 다이오드(PD)를 포함한다. 또한, 픽셀(310b)에 포함된 각 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터로 구현된 것으로서 설명된다.
도 4에 도시된 픽셀(310b)의 구성은 도 2에 도시된 픽셀(310b)의 구성과 비교하여, 제 1 및 제 2 로우 트랜지스터들(M3, M4)이 추가된다. 따라서, 픽셀(310b)의 동작 방식은 픽셀(310a)의 동작 방식과 비교하여, 제 1 및 제 2 로우 트랜지스터들(M3, M4)의 동작을 제외한, 다른 구성 요소의 동작 방식은 동일한 것으로 가정한다.
제 1 로우 트랜지스터(M3)는 제 1 플로팅 확산 노드(FD1) 및 제 1 포토 트랜지스터(M5) 사이에 전기적으로 연결된다. 제 1 로우 트랜지스터(M3)의 게이트 단자는 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 제 1 로우 신호(TG1)를 수신한다. 제 1 로우 트랜지스터(M3)는 수신된 제 1 로우 신호(PG1)에 응답하여, 턴-온 또는 턴-오프 된다.
제 2 로우 트랜지스터(M4)는 제 2 플로팅 확산 노드(FD2) 및 제 2 포토 트랜지스터(M6) 사이에 전기적으로 연결된다. 제 2 로우 트랜지스터(M4)의 게이트 단자는 로우 드라이버(410)로부터 인가되는 제 2 로우 신호(TG2)를 수신한다. 제 1 로우 트랜지스터(M3)는 수신된 제 1 로우 신호(PG1)에 응답하여, 턴-온 또는 턴-오프 된다.
실시 예에 있어서, 제 1 및 제 2 로우 트랜지스터들(M3, M4)은 제 1 및 제 2 선택 트랜지스터들(M7, M8)이 외부로 출력 전압을 전달하는 동안, 턴-오프된다. 따라서, 제 1 및 제 2 로우 트랜지스터들(M3, M4)이 턴-오프 됨에 따라, 광 노드(Q)로부터 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드들(FD1, FD2)에 전달되는, 누설 전류가 최소화될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 단위 픽셀의 동작을 보여주는 타이밍도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 제 1 시간에서(t1), 로우 드라이버(410, 도1 참조)는 로우 신호(TG)가 하이 레벨이 되도록 제어하여, 제 1 및 제 2 로우 트랜지스터들(M3, M4)의 게이트 단자에 각각 인가한다.
따라서, 제 1 로우 트랜지스터(M3)는 하이 레벨의 로우 신호(SEL)에 응답하여 턴-온되며, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호를 제 1 포토 트랜지스터(M5)로 전달할 수 있다. 제 2 로우 트랜지스터(M4)는 하이 레벨의 로우 신호(SEL)에 응답하여 턴-온되며, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호를 제 2 포토 트랜지스터(M6)로 전달할 수 있다.
또한, 제 4 시간에서(t4), 로우 드라이버(410)는 선택 신호(SEL)의 레벨이 하이 레벨인 동안, 로우 신호(TG)의 레벨이 로우 레벨로서 유지되도록 제어한다. 따라서, 제 1 및 제 2 로우 트랜지스터들(M3, M4)은 턴-오프 되며, 광 노드(Q)에 인가된 전기 신호가 제 1 및 제 2 플로팅 확산 노드들(FD1, FD2)로 전달되지 않도록 동작한다.
상술된 바와 같이, 제 1 및 제 2 로우 트랜지스터들(M3, M4)은 픽셀(310b)에서 외부로 출력 전압을 전달하는 동안, 턴-오프 됨으로써, 플로팅 확산 노드에 전달되는 누설 전류를 최소화할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다. 도 6을 참조하면, 전자 시스템(500)은 이미지 센서(10), 이미지 신호 프로세서(510), 인터페이스(520), 버스(530), 및 메모리(540)를 포함한다.
전자 시스템(500)은 디지털 카메라 또는 디지털 카메라가 포함된 전자 장치로서 구현될 수 있다. 전자 시스템(500)은 2차원 이미지 정보 또는 3차원 이미지 정보를 처리할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 시스템(500)은 3차원 이미지 정보를 처리할 수 있는 이미지 센서(10)를 포함한다. 전자 시스템(500)은 이미지 센서(10)의 동작을 제어하기 위한 이미지 신호 프로세서(510)를 포함한다.
또한, 전자 시스템(500)은 인터페이스(520)를 더 포함할 수 있다. 인터페이스(520)는 입출력 장치 또는 영상 표시 장치로서 구현될 수 있다.
전자 시스템(500)은 이미지 신호 프로세서(510)의 동작에 기반하여, 이미지 센서(10)로부터 캡처된 정지 영상 또는 동영상을 저장하는 메모리(540)를 포함할 수 있다. 메모리(540)는 비휘발성 메모리로서 구현될 수 있다.
실시 예에 있어서, 비휘발성 메모리 장치는 다수의 비휘발성 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리 셀들 각각은 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리, MRAM(Magnetic RAM), 스핀전달토크 MRAM(Spin-Transfer Torque MRAM), Conductive bridging RAM(CBRAM), FeRAM(Ferroelectric RAM), OUM(Ovonic Unified Memory)라고도 불리는 PRAM(Phase change RAM), 저항 메모리(Resistive RAM: RRAM 또는 ReRAM), 나노튜브 RRAM(Nanotube RRAM), 폴리머 RAM(Polymer RAM:PoRAM), 나노 부유 게이트 메모리(Nano Floating Gate Memory: NFGM), 홀로그래픽 메모리(holographic memory), 분자 전자 메모리 소자(Molecular Electronics Memory Device), 또는 절연 저항 변화 메모리(Insulator Resistance Change Memory)로 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 시스템 및 인터페이스를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 전자 시스템(1000)은 MIPI 인터페이스를 사용 또는 지원할 수 있는 데이터 처리 장치, 예컨대 이동 전화기, PDA, PMP, 또는 스마트 폰으로 구현될 수 있다.
전자 시스템(1000)은 어플리케이션 프로세서(1010), 이미지 센서(1040), 및 디스플레이(1050)를 포함한다.
어플리케이션 프로세서(1010)에 구현된 CSI 호스트(1012)는 카메라 시리얼 인터페이스(camera serial interface(CSI))를 통하여 이미지 센서(1040)의 CSI 장치(1041)와 시리얼 통신할 수 있다. 이때, 예컨대, CSI 호스트(1012)에는 광 디시리얼라이저가 구현될 수 있고, CSI 장치(1041)에는 광 시리얼라이저가 구현될 수 있다.
어플리케이션 프로세서(1010)에 구현된 DSI 호스트(1011)는 디스플레이 시리얼 인터페이스(display serial interface(DSI))를 통하여 디스플레이(1050)의 DSI 장치(1051)와 시리얼 통신할 수 있다. 이때, 예컨대, DSI 호스트(1011)에는 광 시리얼라이저가 구현될 수 있고, DSI 장치(1051)에는 광 디시리얼라이저가 구현될 수 있다.
전자 시스템(1000)은 어플리케이션 프로세서(1010)와 통신할 수 있는 RF 칩(1060)을 더 포함할 수 있다. 전자 시스템(1000)의 PHY(1013)와 RF 칩(1060)의 PHY(1061)는 MIPI DigRF에 따라 데이터를 주고받을 수 있다.
전자 시스템(1000)은 GPS(1020), 스토리지(1070), 마이크(1080), DRAM(1085) 및 스피커(1090)를 더 포함할 수 있으며, 전자 시스템(1000)은 Wimax(1030), WLAN(1100) 및 UWB(1110) 등을 이용하여 통신할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 이미지 센서 20: 피사체
100: 적외선 광원 420: 상관 이중 샘플링부
200: 렌즈 430: 아날로그-디지털 변환부
300: 픽셀 어레이 440: 메모리
400: 타이밍 컨트롤러 450: 이미지 신호 프로세서
410: 로우 드라이버

Claims (10)

  1. 이미지 센서의 단위 픽셀에 있어서,
    광신호에 응답하여, 광 노드에 전기 신호를 생성하기 위한 포토 다이오드;
    상기 광 노드로부터 상기 전기 신호를 수신하고, 상기 수신된 전기 신호에 응답하여, 외부 단자로 제 1 및 제 2 프레임 신호들을 출력하는 출력부; 및
    상기 광 노드 및 전원 단자 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 프레임 신호들이 상기 외부 단자로 출력될 때, 상기 광 노드에 생성된 상기 전기 신호를 상기 전원 단자로 방전시키는 방전부를 포함하는 단위 픽셀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는 제 1 및 제 2 선택부들을 포함하되, 상기 제 1 선택부는 상기 제 1 프레임 신호를 상기 외부 단자로 출력하고, 상기 제 2 선택부는 상기 제 2 프레임 신호를 상기 외부 단자로 출력하는 단위 픽셀.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 노드 및 상기 제 1 선택부 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 광 노드에 생성된 상기 전기 신호를 상기 제 1 선택부에 전달하는 제 1 스위치부; 및
    상기 광 노드 및 상기 제 2 선택부 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 광 노드에 생성된 상기 전기 신호를 상기 제 2 선택부에 전달하는 제 2 스위치부를 더 포함하는 단위 픽셀.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 선택부들로부터 상기 제 1 및 제 2 프레임 신호들이 상기 외부 단자로 출력될 때, 상기 제 1 및 제 2 스위치부들은 턴-오프 되는 단위 픽셀.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프레임 신호들은 서로 반전된 위상을 갖는 단위 픽셀.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전부는 방전 트랜지스터를 포함하되, 상기 방전 트랜지스터는 방전 신호에 응답하여, 상기 광 노드에 생성된 전기 신호를 방전시키는 단위 픽셀.
  7. 광신호를 생성하여 피사체로 전달하는 광원부;
    상기 피사체로부터 반사되는 상기 광신호를 전기 신호로 변환하고, 포토 제어 신호에 응답하여 상기 전기 신호를 플로팅 확산 노드로 전달하는, 그리고 상기 플로팅 확산 노드에 인가된 상기 전기 신호에 응답하여, 프레임 신호를 외부 단자로 출력하는 픽셀 어레이; 및
    상기 포토 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 포토 제어 신호를 상기 픽셀 어레이에 인가하는 로우 드라이버를 포함하되,
    상기 픽셀 어레이는 글로벌 셔터 방식에 기반하여, 상기 프레임 신호를 상기 외부 단자로 출력하고, 상기 로우 드라이버는 상기 프레임 신호가 외부로 출력될 때, 상기 포토 제어 신호를 차단시키는 이미지 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 TOF(Time-of-flight)에 기반하여, 상기 피사체까지의 거리를 측정하는 이미지 센서.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 픽셀 어레이는 상기 포토 제어 신호가 차단됨에 따라, 상기 전기 신호를 외부로 방전시키는 이미지 센서.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 프레임 신호가 외부로 출력될 때, 상기 광원은 턴-오프 되는 이미지 센서.
KR1020130072469A 2013-06-24 2013-06-24 단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서 KR20150000250A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130072469A KR20150000250A (ko) 2013-06-24 2013-06-24 단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서
US14/288,905 US9313372B2 (en) 2013-06-24 2014-05-28 Unit pixel and image sensor comprising the unit pixel circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130072469A KR20150000250A (ko) 2013-06-24 2013-06-24 단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150000250A true KR20150000250A (ko) 2015-01-02

Family

ID=52110671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130072469A KR20150000250A (ko) 2013-06-24 2013-06-24 단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9313372B2 (ko)
KR (1) KR20150000250A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190067079A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 삼성전자주식회사 거리 측정을 위해 픽셀에서 spad + ppd 또는 커패시터를 사용하는 시간 분해형 센서
KR20200068135A (ko) * 2018-12-04 2020-06-15 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이를 이용한 거리 측정 센서
KR102176000B1 (ko) * 2019-08-14 2020-11-06 성균관대학교산학협력단 플로팅 디퓨전 노드의 모듈레이션 장치 및 방법
US10861886B2 (en) 2018-10-05 2020-12-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor and image processing system having pixel structure to improve demodulation contrast performance

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6727938B2 (ja) * 2016-06-10 2020-07-22 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像装置の制御方法、及び撮像システム
US10389957B2 (en) 2016-12-20 2019-08-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Readout voltage uncertainty compensation in time-of-flight imaging pixels
US10616519B2 (en) * 2016-12-20 2020-04-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Global shutter pixel structures with shared transfer gates
KR20210055821A (ko) 2019-11-07 2021-05-18 삼성전자주식회사 깊이의 측정 범위에 기초하여 동작하는 센서 및 이를 포함하는 센싱 시스템

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6580496B2 (en) * 2000-11-09 2003-06-17 Canesta, Inc. Systems for CMOS-compatible three-dimensional image sensing using quantum efficiency modulation
JP5110535B2 (ja) 2006-03-31 2012-12-26 国立大学法人静岡大学 半導体測距素子及び固体撮像装置
JP2008099066A (ja) 2006-10-13 2008-04-24 Olympus Corp 固体撮像装置
JP4807253B2 (ja) * 2006-12-28 2011-11-02 株式会社デンソー 画像データ生成装置及び受光デバイス
JP5295511B2 (ja) * 2007-03-23 2013-09-18 富士フイルム株式会社 測距装置及び測距方法
US20090108176A1 (en) 2007-10-24 2009-04-30 Altasens, Inc. Global shutter pixel circuit with transistor sharing for CMOS image sensors
US7655966B2 (en) 2008-03-19 2010-02-02 International Business Machines Corporation High efficiency CMOS image sensor pixel employing dynamic voltage supply
US8569671B2 (en) 2008-04-07 2013-10-29 Cmosis Nv Pixel array capable of performing pipelined global shutter operation including a first and second buffer amplifier
US8077240B2 (en) 2008-04-23 2011-12-13 Inernational Business Machines Corporation Methods for enhancing quality of pixel sensor image frames for global shutter imaging
US8203699B2 (en) 2008-06-30 2012-06-19 Microsoft Corporation System architecture design for time-of-flight system having reduced differential pixel size, and time-of-flight systems so designed
US8089036B2 (en) 2009-04-30 2012-01-03 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with global shutter and in pixel storage transistor
KR20120015702A (ko) 2010-08-13 2012-02-22 삼성전자주식회사 단위 화소 및 이를 포함하는 화소 어레이
JP5673063B2 (ja) 2010-12-15 2015-02-18 ソニー株式会社 固体撮像素子および駆動方法、並びに電子機器
US8785831B2 (en) 2011-01-05 2014-07-22 Luxima Technology LLC Image sensors and methods with high speed global shutter pixels

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190067079A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 삼성전자주식회사 거리 측정을 위해 픽셀에서 spad + ppd 또는 커패시터를 사용하는 시간 분해형 센서
US10861886B2 (en) 2018-10-05 2020-12-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor and image processing system having pixel structure to improve demodulation contrast performance
KR20200068135A (ko) * 2018-12-04 2020-06-15 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이를 이용한 거리 측정 센서
KR102176000B1 (ko) * 2019-08-14 2020-11-06 성균관대학교산학협력단 플로팅 디퓨전 노드의 모듈레이션 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US9313372B2 (en) 2016-04-12
US20140375979A1 (en) 2014-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150000250A (ko) 단위 픽셀 및 그것을 포함하는 이미지 센서
US9041916B2 (en) Three-dimensional image sensor and mobile device including same
US9432605B2 (en) Image sensor, operating method thereof, and system including same
CN112911173B (zh) 图像传感器
CN109994494B (zh) 包括在三维图像传感器中的像素阵列
JP4937380B2 (ja) Ｃｍｏｓイメージセンサー
US8785982B2 (en) Pixel for depth sensor and image sensor including the pixel
US9191572B2 (en) Image sensor and image processing apparatus using the same
US20160049429A1 (en) Global shutter image sensor, and image processing system having the same
US10015414B2 (en) Image sensor, data processing system including the same
KR102573304B1 (ko) 이미지 센서, 픽셀 어레이 및 그 동작 방법
KR20140067408A (ko) 고체 촬상소자 및 그에 따른 동작 제어방법
US9148598B2 (en) Image sensor, method for operating thereof, and image pick-up device having the same
US9509932B2 (en) Image sensors, methods of operating the same, and image processing systems including the same
KR20130006137A (ko) 이미지 센서 및 이를 포함하는 이미지 처리 장치
US11196952B2 (en) Comparing circuit and an image sensor including a current stabilization circuit
CN115942136A (zh) 像素阵列和图像传感器
US20240179435A1 (en) Image sensor
KR20110050063A (ko) 픽셀과 이를 포함하는 이미지 처리 장치들
US20140368708A1 (en) Image sensor, image signal processor and electronic device including the same
TWI734079B (zh) 影像感測系統及其多功能影像感測器
US20180020176A1 (en) Pixel signal readout device, method thereof, and cmos image sensor including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination