KR20160040093A - 독출 회로 어레이 및 이를 포함하는 영상 장치 - Google Patents

Abstract

독출 회로 어레이는 제 1 독출 회로, 제 2 독출 회로 및 정보 저장부를 포함한다. 상기 제 1 독출 회로는 제 1 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 1 광 수신 정보를 생성한다. 상기 제 2 독출 회로는 제 2 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 2 광 수신 정보를 생성한다. 상기 정보 저장부는 상기 제 1 광 수신 정보 및 상기 제 2 광 수신 정보를 저장한다.

Description

독출 회로 어레이 및 이를 포함하는 영상 장치 {READOUT CIRCUIT ARRAY AND IMAGING APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 독출 회로 어레이 및 이를 포함하는 영상 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 영상 획득을 위한 광센서의 독출 회로 어레이 및 이를 포함하는 3차원 영상 장치에 관한 것이다.

3차원 영상 기술은, 3D TV와 같은 디스플레이 제품 뿐만 아니라, 멀리 있는 군사 목표물에 대한 영상 확보, 산사태 등을 감시하기 위한 자연 환경에 대한 영상 확보, 무인 자율 주행 차량의 운행에 필요한 영상 확보 등에 폭넓게 이용된다. 최근에는 3차원 영상의 응용 영역이 더욱 확대됨에 따라, 다양한 환경에서 우수한 품질의 3차원 영상을 얻을 수 있는 기술이 요구되고 있다.

LIDAR(Light Detection and Ranging) 또는 LADAR(Laser Detection and Ranging)과 같은 응용 어플리케이션에서, 3차원 영상의 획득은, 광의 반사파의 지연시간(time of flight)을 측정하는 방식, 광신호를 송신할 때 변조시켜서 되돌아 오는 신호와 그 시간에 출력되는 신호의 특성 차이를 이용하여 반사 정보를 얻는 방식 등 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 첫 번째 방식의 경우, 변조된 광신호의 반사파를 얻는 방식이 아니어서 측정 가능한 범위를 매우 넓게 설정할 수 있고, 펄스의 인식이 간단하여 많이 사용되고 있다. 두 번째 방식의 경우, 첫 번째에 비해 복잡한 시스템이 요구되고 변조 특성에 따라 측정 거리의 제한이 따르지만, 보다 높은 SNR(Signal to Noise Ratio) 특성을 가질 수 있어 일부 필요한 분야에서 이용되고 있다.

다양한 방식의 3차원 영상 획득 기술이 공통으로 직면하는 문제점은, 영상 처리 장치의 소형화를 이루고자 하는 경우 독출 회로의 크기를 줄이기 어렵다는 점이다. 3차원 영상 장치의 경우, 수광부는 어레이 형태로 배치된 복수의 광 검출 셀과, 상기 광 검출 셀로부터 수신된 신호 정보를 독출하는 독출 회로를 포함한다. 각각의 광 검출 셀이 수신하는 광 정보를 독립적으로 독출하도록 하기 위해, 많은 경우에 상기 독출 회로는 상기 광센싱 소자의 단위화소 소자와 동일한 수를 필요로 한다. 따라서, 3차원 영상 장치의 해상도를 높이고자 하는 경우, 동일 면적 내에서 단위 광 검출 셀의 점유 면적을 줄여야 함은 물론, 상기 광 검출 셀과 일대일로 대응하는 단위 독출 회로가 점유하는 면적 또한 줄여야 한다. 그러나 독출 회로 내에 포함되는 회로 요소의 크기 때문에, 독출 회로의 면적을 줄이는 데에 많은 어려움이 존재한다.

본 발명의 일 실시예는 회로 성분의 점유 면적을 효율적으로 활용할 수 있는 독출 회로 어레이를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는 회로 성분의 점유 면적을 효율적으로 활용할 수 있는 독출 회로 어레이를 포함하는 영상 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 독출 회로 어레이는 제 1 독출 회로, 제 2 독출 회로 및 정보 저장부를 포함한다. 상기 제 1 독출 회로는 제 1 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 1 광 수신 정보를 생성한다. 상기 제 2 독출 회로는 제 2 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 2 광 수신 정보를 생성한다. 상기 정보 저장부는 상기 제 1 광 수신 정보 및 상기 제 2 광 수신 정보를 저장한다.

일 실시예에서, 상기 제 1 광 수신 정보는 상기 제 1 광 검출기 셀로 입사한 제 1 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 1 광 강도 정보 및 상기 제 1 레이저 반사광이 상기 제 1 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 1 지연 시간 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 광 수신 정보는 상기 제 2 광 검출기 셀로 입사한 제 2 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 2 광 강도 정보 및 상기 제 2 레이저 반사광이 상기 제 2 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 2 지연 시간 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 정보 저장부는 제 1 커패시터부, 제 2 커패시터부 및 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터부는 상기 제 1 광 강도 정보 및 제 2 광 강도 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 상기 제 2 커패시터부는 상기 제 1 지연 시간 정보 및 제 2 지연 시간 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 상기 제어부는 상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부의 동작을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부 각각은 복수의 커패시터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제 1 커패시터부에 상기 제 1 광 강도 정보가 저장되는 경우, 저장되는 상기 제 1 광 강도 정보가 상기 제 1 독출 회로에 의해 생성된 것임을 나타내는 제 1 광 강도 플래그 정보를 저장할 수 있다. 또한 상기 제어부는, 상기 제 1 커패시터부에 상기 제 2 광 강도 정보가 저장되는 경우, 저장되는 상기 제 2 광 강도 정보가 상기 제 2 독출 회로에 의해 생성된 것임을 나타내는 제 2 광 강도 플래그 정보를 저장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제 2 커패시터부에 상기 제 1 지연 시간 정보가 저장되는 경우, 저장되는 상기 제 1 지연 시간 정보가 광 강도 정보가 상기 제 1 독출 회로에 의해 생성된 것임을 나타내는 제 1 광 강도 플래그 정보를 저장할 수 있다. 또한 싱기 제어부는, 상기 제 2 커패시터부에 상기 제 2 광 강도 정보가 저장되는 경우, 저장되는 상기 제 2 지연 시간 정보가 상기 제 2 독출 회로에 의해 생성된 것임을 나타내는 제 2 지연 시간 정보를 저장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 제 1 광 강도 플래그 정보 또는 상기 제 2 광 강도 플래그 정보에 기초하여 상기 제 1 커패시터부에 저장된 광 강도 정보의 출력을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 제 1 지연 시간 플래그 정보 또는 상기 제 2 지연 시간 플래그 정보에 기초하여 상기 제 2 커패시터부에 저장된 지연 시간 정보의 출력을 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 독출 회로 어레이는 제 1 독출 회로, 제 2 독출 회로, 제 3 독출 회로, 제 4 독출 회로 및 정보 저장부를 포함한다. 상기 제 1 독출 회로는 제 1 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하여 광 수신 정보를 생성한다. 상기 제 2 독출 회로는 제 2 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하여 광 수신 정보를 생성한다. 상기 제 3 독출 회로는 제 3 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하여 광 수신 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 4 독출 회로는 제 4 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하여 광 수신 정보를 생성한다. 상기 정보 저장부는 상기 제 1 독출 회로, 상기 제 2 독출 회로, 상기 제 3 독출 회로 및 상기 제 4 독출 회로로부터 생성된 광 수신 정보를 저장한다.

일 실시예에서, 상기 광 수신 정보는 레이저 반사광의 강도를 나타내는 광 강도 정보 및 레이저 반사광이 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연시간을 나타내는 지연 시간 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 정보 저장부는 제 1 커패시터부, 제 2 커패시터부 및 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터부는 상기 광 강도 정보를 저장할 수 있다. 상기 제 2 커패시터부는 상기 지연 시간 정보를 저장할 수 있다. 상기 제어부는 상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부의 동작을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 정보 저장부는 상기 광 강도 정보가 상기 제 1 내지 제 4 독출 회로 중 어느 독출 회로로부터 생성되었는지를 나타내는 광 강도 플래그 정보를 저장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 정보 저장부는 상기 지연 시간 정보가 상기 제 1 내지 제 4 독출 회로 중 어느 독출 회로로부터 생성되었는지를 나타내는 지연 시간 플래그 정보를 저장할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 영상 장치는 송광 광학부, 광 검출기 셀 어레이 및 독출 회로 어레이를 포함할 수 있다. 상기 송광 광학부는 레이저를 생성하여 목표하는 영역에 조사하도록 구성된다. 상기 광 검출기 셀 어레이는 제 1 광 검출기 셀 및 제 2 광 검출기 셀을 포함한다. 상기 제 1 광 검출기 셀 및 상기 제 2 광 검출기 셀은 상기 레이저가 상기 목표하는 영역에서 반사된 반사광을 전기 신호로 변환한다.

상기 독출 회로 어레이는 상기 광 검출기 셀 어레이로부터 전기 신호를 독출한다. 또한, 상기 독출 회로 어레이는 제 1 독출 회로, 제 2 독출 회로 및 정보 저장부를 포함한다. 상기 제 1 독출 회로는 상기 제 1 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 1 광 강도 정보 및 제 1 지연 시간 정보를 생성한다. 상기 제 2 독출 회로는 상기 제 2 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 2 광 강도 정보 및 제 2 지연 시간 정보를 생성한다. 상기 정보 저장부는 상기 제 1 광 강도 정보, 상기 제 1 지연 시간 정보, 상기 제 2 광 강도 정보 및 상기 제 2 지연 시간 정보를 저장한다.

일 실시예에서, 상기 정보 저장부는 제 1 커패시터부, 제 2 커패시터부 및 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터부는 상기 제 1 광 강도 정보 및 상기 제 2 광 강도 정보를 저장할 수 있다. 상기 제 2 커패시터부는 상기 제 1 지연 시간 정보 및 상기 제 2 지연 시간 정보를 저장할 수 있다. 상기 제어부는 상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부의 동작을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광 검출기 셀은 제 3 광 검출기 셀 및 제 4 광 검출기 셀을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 독출 회로 어레이는 제 3 독출 회로 및 제 4 독출 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 제 3 독출 회로는 상기 제 3 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 3 광 강도 정보 및 제 3 지연 시간 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 4 독출 회로는 상기 제 4 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 4 광 강도 정보 및 제 4 지연 시간 정보를 생성할 수 있다. 상기 정보 저장부는 상기 제 3 광 강도 정보, 상기 제 3 지연 시간 정보, 상기 제 4 광 강도 정보, 상기 제 4 지연 시간 정보를 더 저장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 정보 저장부는 제 1 커패시터부, 제 2 커패시터부 및 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터부는 상기 제 1 광 강도 정보, 상기 제 2 광 강도 정보, 상기 제 3 광 강도 정보 및 상기 제 4 광 강도 정보를 저장할 수 있다. 상기 제 2 커패시터부는 상기 제 1 지연 시간 정보, 상기 제 2 지연 시간 정보, 상기 제 3 지연 시간 정보 및 상기 제 4 지연 시간 정보를 저장할 수 있다. 상기 제어부는 상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 회로 성분의 점유 면적을 효율적으로 활용할 수 있는 독출 회로 어레이를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 회로 성분의 점유 면적을 효율적으로 활용할 수 있는 독출 회로 어레이를 포함하는 영상 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 광 신호의 반사 시간을 이용하여 3차원 영상을 얻는 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템에 포함된 수신모듈의 구성을 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 패키지 모듈 내 광 검출기 셀들의 배열을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 패키지 모듈 내 독출 회로들의 배열을 도시한 도면이다.
도 5는 일반적인 독출 회로를 나타내는 블록도이다.
도 6은 두 개의 인접한 독출 회로를 도시하는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 독출 회로 어레이를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시된 독출 회로 어레이를 보다 자세히 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 또한 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기에서 설명되는 실시 예은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 광 신호의 반사 시간을 이용하여 3차원 영상을 얻는 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

먼저 거리를 측정하기 위한 펄스레이저(110)에서 나온 레이저는 송광광학계(120)을 거쳐서 출력된다. 송광광학계에서 나온 빛은 광학스캐너(130)을 통해 원하는 영역에 조사된다. 여기에서, 송광광학계(130)로는 Stepping motor, brushless DC motor, rotating mirror, Galvano mirror 등이 사용될 수 있다. 송광광학계 (120)과 광학 스캐너(130)은 하나의 형태로 구현될 수 있으며, 순서가 바뀌어 구현될 수도 있다.

이렇게 특정 영역으로 조사된 레이저 빛은 목표물(140)에 맞아 되돌아 온다. 도 1에서 송광레이저의 광로와 수광레이저의 광로가 다르게 표현되어 있는데, 이를 Dual axis 구조라고 하고, 두 광로가 같은 경우를 Singleaxis 또는 Uni-axial 구조라고 한다. 반사되어 돌아온 레이저 빛은 다른 노이즈 광을 차단하기 위한 광필터(150)를 통과하도록 하고, 이후 초점을 맺기 위한 수광렌즈(155)를 지나서, 본체(180) 상에 구비된 수신모듈(170)에 도달하게 된다. 여기에서 광필터(150)과 수광렌즈(155)는 서로 순서가 바뀌어도 무방하다.

수신모듈은 전달받은 레이저 빛을 통해 두 가지 정보를 저장 및 처리할 수 있다. 한 가지 정보는 레이저 빛의 세기(또는 진폭; amplitude)이고, 다른 한가지 정보는 레이저 빛의 지연 시간(time of flight; TOF)이다. 3차원 영상 장치가 아닌, 2차원 영상 장치의 경우 지연 시간 정보는 고려 대상이 아니며, 레이저 빛의 세기를 통해 2차원 영상을 생성하게 된다. 반면 3차원 영상 장치의 경우, 빛의 세기와 함께 각 화소마다 측정되는 지연 시간을 통해 깊이 정보를 생성할 수 있다.

수신모듈(170)은 자체적으로 발생하는 열을 분산하기 위해 heat-sink(180)와 같이 구현할 수 있고, 발생된 데이타의 출력을 위해서 인터페이스보드(175)를 구비할 수 있다.

수신모듈(170)에서 생성된 데이터는 USB, Gigabit Ehternet 등 다양한 통신프로토콜을 포함하는 연결케이블(195)를 통해 분석장치(190)로 전달되고, 전달된 데이터를 프로세싱하고 디스플레이하는 분석장치(190)에서 최종 삼차원 영상을 얻을 수 있다.

한편, 도 1에서는 광 반사 신호를 기준으로 3차원 영상 획득 과정을 설명하였으나, 이는 광 변조 방식의 3차원 영상 획득 시스템에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.

도 2는 도 1의 시스템에 포함된 수신모듈의 구성을 보다 상세히 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 수신모듈은 입사되는 빛을 검출할 수 있는 패키지 모듈(220)과, 패키지 모듈(220)의 일부분 또는 전체의 온도를 제어하기 위한 온도제어모듈(240)을 포함한다. 패키지 모듈(220)의 경우 온도가 낮아짐에 따라서 내부의 수분 등이 검출성능의 저하를 가져올 수 있으므로 Hermatic 패키지로 구현될 수 있다. 수신모듈의 윗 부분은 패키지용 유리막(222)를 구비할 수 있고, 이 부분을 통과해서 들어온 빛은 마이크로렌즈(210)을 통과하여 광 검출기 셀(212)에 들어온다. 일반적으로 광 검출기 셀(212)은 어레이 형태로 구현이 되므로, 각각의 광 검출기 셀(212)은 고유의 출력노드가 있고, 이 노드를 프로세싱하기 위한 독출 회로(Readout IC; ROIC, 216)에 연결하기 위해 별도의 패키지 구조인 bump 기술을 활용하여 플립칩 연결패드(214)를 구비할 수 있다. 이런 구조로 광 검출기 셀(212)에서 검출한 광 신호는 ROIC(216)를 통해서 원하는 형태로 프로세싱되고, 이 처리결과는 수신모듈(170)의 외부핀(230)에 연결되기 위해서 와이어본딩(224)를 통해서 연결되는 구조를 가지고 있다.

도 2에서 제시된 수신모듈의 구조는 하나의 예제일 뿐 다양한 변형된 형태로 구현될 수 있다.

도 3은 도 2의 패키지 모듈 내 광 검출기 셀들의 배열을 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 2차원(8x8) 형태의 광 검출기 셀들이 도시되어 있다.

어레이 형태로 배치된 광 검출기 셀(310)은 광을 수신할 수 있는 영역인 광 수신부(311)와, 광 수신부(311)에서 생성된 전기 신호를 독출 회로에 전달하는 패드(313)를 포함한다. 또한, 광효율을 증가시키기 위해 광 수신부(311) 상에 마이크로렌즈(도면에 미도시)를 더 형성할 수도 있다. 상기 광 검출기 셀(310)의 광 수신부(311)는 아발란치 포토 다이오드(Avalanche Photo-Diode; APD)로 구현될 수 있다.

도 4는 도 2의 패키지 모듈 내 독출 회로들의 배열을 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 2차원(8x8) 어레이 형태로 배치된 독출 회로들이 도시되어 있다. 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 도 4에 도시된 독출 회로(410)는 도 3의 대응되는 광 검출기 셀(310)로부터 생성? 전기 신호를 독출한다.

독출 회로(410)는 회로부(411) 및 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하기 위한 패드(413)를 포함할 수 있다. 독출 회로(410) 내 패드(413)는 도 3에 도시된 광 검출기 셀(310)의 패드(313)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 광 검출기 셀(310) 내 광 수신부(311)에 의해 생성된 전기 신호는 광 검출기 셀(310) 내 패드(313) 및 독출 회로(410) 내 패드(413)를 통해 독출 회로(410) 내 회로부(411)로 전달될 수 있다. 도 4의 회로부(411)는 모식적으로 도시된 것이며, 독출 회로(410) 중 패드(413)가 점유하는 영역 이외의 영역에 임의적으로 회로부가 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 일반적인 경우 동일하게 구현된 독출 회로(410)들이 도 3의 광 검출기 셀(310)들과 각각 대응되도록 배치된다. 전술한 바와 같이, 영상 장치의 해상도를 높이고자 하는 경우, 단위 면적당 화소 수를 증가시키기 위하여 광 검출기 셀들의 면적 뿐만 아니라 독출 회로들의 면적 또한 줄여야 할 필요가 있다.

도 5는 일반적인 독출 회로를 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 어레이 형태의 독출 회로들 중 하나의 독출 회로(500)가 자세히 도시되어 있다. 독출 회로(500)는 바이어스 조절부(510), 패드(515), 신호 처리부(520), 화소 레지스터부(530), 제 1 커패시터부(550) 및 제 2 커패시터부(570)를 포함한다.

바이어스 조절부(510)는 독출 회로(500) 내 다양한 회로 요소들에 인가되는 바이어스 전압을 조절할 수 있다. 패드(515)는 상술한 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 신호 처리부(520)로 전달한다. 신호 처리부(520)는 전달받은 전기 신호를 처리하여 제 1 커패시터부(550) 및 제 2 커패시터부(570)에 전달할 수 있다. 화소 레지스터부(530)는 신호 처리부(520)가 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하기 위하여 필요로 하는 복수의 변수값들을 저장할 수 있다. 제 1 커패시터부(550)는 수신한 전기 신호의 세기(또는 진폭; amplitude)에 관한 정보를 저장할 수 있다. 상기 전기 신호의 세기는 광 검출기 셀로 인가되는 빛의 강도에 대응할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 전기 신호의 세기에 관한 정보는 광 강도 정보로서 지칭될 수 있다. 또한, 제 2 커패시터부(570)는 수신한 전기 신호의 지연 시간(time of flight; TOF)을 저장할 수 있다. 상기 지연 시간을 통해, 수신한 빛의 깊이 정보를 저장할 수 있으며, 이를 통해 3차원 영상을 생성할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 지연 시간에 관한 정보는 지연 시간 정보로서 지칭될 수 있다. 또한, 독출 회로(500)는 아날로그 입출력 버스(580) 및 디지털 입출력 버스(590)를 통해 정보를 입출력할 수 있다.

제 1 커패시터부(550)와 제 2 커패시터부(570)는 각각 복수의 커패시터들을 포함하는 커패시터 뱅크(capacitor bank)로 구현될 수 있다. 제 1 커패시터부(550)와 제 2 커패시터부(570)가 각각 복수의 커패시터들을 포함하므로, 독출 회로(500)는 단위 처리 시간 동안 복수의 전기 신호를 처리하여 제 1 커패시터부(550) 및 제 2 커패시터부(570)에 저장할 수 있다.

단위 처리 시간 동안 보다 많은 전기 신호를 처리하거나 저장하기 위하여는, 제 1 커패시터부(550) 및 제 2 커패시터부(570)가 보다 많은 커패시터들을 포함하여야 한다. 커패시터는 다른 회로 요소들과 비교하여 볼 때 상대적으로 넓은 점유면적을 필요로 한다. 따라서, 제 1 커패시터부(550) 및 제 2 커패시터부(570)가 보다 많은 커패시터들을 포함하도록 하는 경우, 독출 회로(500)의 면적이 증가하며, 고해상도의 3차원 영상 장치를 구현하는 데 어려움이 따르게 된다.

본 발명에 따른 독출 회로 어레이의 경우, 두 개의 독출 회로가 제 1 커패시터부 및 제 2 커패시터부를 공유하도록 구성되므로, 영상 장치의 해상도를 높이는 한편 독출 회로의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 6은 두 개의 인접한 독출 회로를 도시하는 블록도이다.

도 6을 참조하면, 제 1 독출 회로(610) 및 제 2 독출 회로(620)가 인접하여 배치되어 있다. 도 6은 일반적인 독출 회로 어레이의 극히 일부만을 도시한 도면임에 유의하여야 한다. 일반적인 m × n 화소 규격의 영상 장치의 경우, m × n 개의 광 검출기 셀이 어레이 형태로 배치되고, 이에 대응하여 m × n 개의 독출 회로들 또한 어레이 형태로 배치된다. 도 6은 상기 m × n 개의 독출 회로들 중 인접한 2 개의 독출 회로만을 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 유사하게, 제 1 독출 회로(610)는 바이어스 조절부(611), 패드(616), 신호 처리부(612), 화소 레지스터부(613), 제 1 커패시터부(614) 및 제 2 커패시터부(615)를 포함한다. 또한, 제 2 독출 회로(620)는 바이어스 조절부(621), 패드(626), 신호 처리부(622), 화소 레지스터부(623), 제 1 커패시터부(624) 및 제 2 커패시터부(625)를 포함한다. 한편, 제 1 독출 회로(610) 및 제 2 독출 회로(620)는 아날로그 입출력 버스(630) 및 디지털 입출력 버스(640)를 통해 정보를 입출력할 수 있다.

도 6에는 제 1 독출 회로(610) 및 제 2 독출 회로(620)에 포함된 제 1 커패시터부(614, 624) 및 제 2 커패시터부(615, 625)가 각각 3개의 커패시터를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 도 6에 도시된 제 1 독출 회로(610) 및 제 2 독출 회로(620)의 경우, 단위 시간 동안 각각 3 개의 전기 신호를 처리하여 저장할 수 있다. 단위 시간 동안 4 개 이상의 전기 신호가 제 1 독출 회로(610) 또는 제 2 독출 회로(620) 수신되는 경우, 1 개 이상의 전기 신호가 폐기되어야 할 것이다. 또한, 단위 시간 동안 2 개 이하의 전기 신호가 제 1 독출 회로(610) 또는 제 2 독출 회로(620) 수신되는 경우, 제 1 독출 회로(610) 또는 제 2 독출 회로(620) 내 제 1 커패시터부(614, 624) 및 제 2 커패시터부(615, 625)의 하나 이상의 커패시터가 유휴 상태가 될 것이다.

예를 들어, 단위 시간 동안 제 1 독출 회로(610)에 5 개의 전기 신호가 수신되는 동시에 제 2 독출 회로(620)에 1 개의 전기 신호가 수신되는 경우, 제 1 독출 회로(610)는 3 개의 전기 신호에 대한 신호 세기 및 지연 시간만을 제 1 커패시터부(614) 및 제 2 커패시터부(615)에 저장할 수 있다. 또한, 제 2 독출 회로(620)는 1 개의 전기 신호에 대한 신호 세기 및 지연 시간을 제 1 커패시터부(624) 및 제 2 커패시터부(625)에 저장하게 되므로, 제 1 커패시터부(624) 및 제 2 커패시터부(625) 내 각각 2개의 커패시터들은 유휴 상태에 있게 된다.

도 7을 참조하여 후술할 바와 같이, 본 발명에 따른 독출 회로 어레이는, 2 개의 독출 회로가 신호 세기를 저장하는 제 1 커패시터부 및 지연 시간을 저장하는 제 2 커패시터부를 공유하므로, 커패시터 뱅크를 효율적으로 사용하여 영상 장치의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 커패시터부 및 제 2 커패시터부를 공유하므로 독출 회로 어레이의 면적을 줄일 수 있으며, 고해상도 영상 장치의 구현을 가능하게 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이를 나타내는 블록도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이는 제 1 독출 회로(710), 제 2 독출 회로(720) 및 정보 저장부(770)를 포함한다. 도 7을 참조하면, 제 1 독출 회로(710) 및 제 2 독출 회로(720)가 인접하여 배치되어 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 독출 회로 어레이의 극히 일부만을 도시한 도면임에 유의하여야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 독출 회로 어레이가 m × n 화소 규격의 영상 장치 내에 포함되는 경우, m × n 개의 광 검출기 셀이 어레이 형태로 배치되고, 이에 대응하여 m × n 개의 독출 회로들 또한 어레이 형태로 배치된다. 도 7은 상기 m × n 개의 독출 회로들 중 인접한 2 개의 독출 회로만을 도시한 것이다.

제 1 독출 회로(710)는 바이어스 조절부(711), 패드(716), 신호 처리부(712) 및 화소 레지스터부(713)를 포함한다. 또한, 제 2 독출 회로(720)는 바이어스 조절부(721), 패드(726), 신호 처리부(722) 및 화소 레지스터부(723)를 포함한다. 도 6과는 달리, 제 1 독출 회로(710) 및 제 2 독출 회로(720)는 커패시터부를 포함하지 않는다. 대신에, 정보 저장부(770)가 제 1 커패시터부(740) 및 제 2 커패시터부(750)를 포함한다. 상기 제 1 커패시터부(740) 및 제 2 커패시터부(750)는 커패시터 뱅크로서 구현될 수 있다. 정보 저장부(770)는 또한 제어부(760)를 더 포함한다. 한편, 제 1 독출 회로(710) 및 제 2 독출 회로(720)는 아날로그 입출력 버스(731) 및 디지털 입출력 버스(741)를 통해 정보를 입출력할 수 있다.

제 1 독출 회로(710)는, 대응하는 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신할 수 있다. 상기 전기 신호는 패드(716)를 통해 수신될 수 있다. 또한, 제 1 독출 회로(710)는 수신한 상기 전기 신호에 기초하여 제 1 광 수신 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 1 광 수신 정보는 상기 제 1 독출 회로(710)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사한 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 1 광 강도 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 광 수신 정보는 상기 제 1 레이저 반사광이 상기 제 1 독출 회로(710)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 1 지연 시간 정보를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 독출 회로(720)는, 대응하는 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신할 수 있다. 상기 전기 신호는 패드(726)를 통해 수신될 수 있다. 또한, 제 2 독출 회로(720)는 수신한 상기 전기 신호에 기초하여 제 2 광 수신 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 2 광 수신 정보는 상기 제 2 독출 회로(720)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사한 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 2 광 강도 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 광 수신 정보는 상기 제 2 레이저 반사광이 상기 제 2 독출 회로(720)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 2 지연 시간 정보를 포함할 수 있다.

또한, 정보 저장부(770)는 제 1 커패시터부(740), 제 2 커패시터부(750) 및 제어부(760)를 포함한다. 도 6에 도시된 기존의 독출 회로 어레이에 의하면, 각각의 독출 회로들이 자신만의 제 1 커패시터부 및 제 2 커패시터부에 각각의 제 1 광 수신 정보 또는 제 2 광 수신 정보를 저장한다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이에 의하면, 정보 저장부(770) 내의 제 1 커패시터부(740), 제 2 커패시터부(750)는 제 1 독출 회로(710) 및 제 2 독출 회로(720)에 의해 공유된다. 즉, 제 1 커패시터부(740)는 제 1 독출 회로(710)에 의해 생성된 제 1 광 강도 정보 및 제 2 독출 회로(720)에 의해 생성된 제 2 광 강도 정보를 모두 저장할 수 있다. 또한, 제 2 커패시터부(750)는 제 1 독출 회로(710)에 의해 생성된 제 1 지연 시간 정보 및 제 2 독출 회로(720)에 의해 생성된 제 2 지연 시간 정보를 모두 저장할 수 있다.

따라서, 도 5를 참조하여 설명한 예시적인 상황에서와 같이, 단위 시간 동안 제 1 독출 회로(710)에 5 개의 전기 신호가 수신되는 동시에 제 2 독출 회로(720)에 1 개의 전기 신호가 수신되는 경우, 전체 커패시터 뱅크를 효율적으로 사용할 수 있다. 즉, 제 1 독출 회로(710)에서 생성되는 5 개의 제 1 광 강도 정보들 및 제 2 독출 회로(720)에서 생성되는 1 개의 제 2 광 강도 정보가 제 1 커패시터부(740)에 저장된다. 또한, 제 1 독출 회로(710)에서 생성되는 5 개의 제 1 지연 시간들 및 제 2 독출 회로(720)에서 생성되는 1 개의 제 2 지연 시간 정보가 제 2 커패시터부(750)에 저장된다. 따라서, 폐기되는 전기 신호 없이 전체 커패시터 뱅크를 효율적으로 사용할 수 있어, 독출 회로 어레이 및 이를 포함하는 영상 장치의 성능이 향상된다. 또한, 고해상도 영상 장치를 구현하고자 하는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이에 의하면 커패시터 뱅크(즉, 제 1 및 제 2 커패시터부)에 포함되는 커패시터 개수를 다소 줄이더라도 그에 비하여 전체적인 성능이 크게 감소하지 않는다. 따라서, 성능 감소를 최소화하면서 고해상도의 영상 장치의 구현이 가능하다.

제어부(760)는 제 1 및 제 2 커패시터부의 동작을 제어할 수 있다. 도 6을 참조하면, 제 1 독출 회로(610)에서 생성되는 광 강도 정보는 제 1 커패시터부(614)에만 저장되며, 제 2 독출 회로(620)에서 생성되는 광 강도 정보는 제 1 커패시터부(615)에만 저장된다. 따라서 아날로그 입출력 버스(630) 또는 디지털 입출력 버스(640)를 통해 외부료 출력되는 광 강도 정보들 중에서, 제 1 독출 회로(610)에서 생성되는 광 강도 정보는 제 2 독출 회로(620)에서 생성되는 광 강도 정보와 혼동되지 않는다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이의 경우, 제 1 독출 회로(610)에서 생성되는 광 강도 정보 및 제 2 독출 회로(720)에서 생성되는 광 강도 정보는 둘 다 하나의 제 1 커패시터부(740)에 저장되므로, 정보 출력시 혼동될 가능성이 있다. 제어부(760)는 제 1 커패시터부(740)에 제 1 독출 회로(710)로부터 생성된 광 강도 정보가 저장되는 경우, 해당 광 강도 정보가 제 1 독출 회로(710)에서 생성된 것임을 나타내는 제 1 광 강도 플래그 정보를 저장할 수 있다. 또한, 제어부(760)는 제 1 커패시터부(740)에 제 2 독출 회로(720)로부터 생성된 광 강도 정보가 저장되는 경우, 해당 광 강도 정보가 제 2 독출 회로(720)에서 생성된 것임을 나타내는 제 2 광 강도 플래그 정보를 저장할 수 있다. 제 1 커패시터부(740)에 광 강도 정보가 저장될 때마다 상기 제 1 또는 제 2 광 강도 플래그 정보가 제어부(760)에 순차적으로 저장될 수 있으며, 따라서, 제 1 커패시터부(740)에 저장되어 있던 광 강도 정보가 독출 회로 어레이의 외부로 출력될 때, 제어부(760)는 상기 제 1 또는 제 2 광 강도 플래그 정보를 순차적으로 함께 출력함으로써 출력되는 광 강도 정보가 어느 독출 회로로부터 생성된 것인지를 나타내는 동작을 수행할 수 있다.

광 강도 정보와 마찬가지로, 제어부(760)는 제 2 커패시터부(750)에 제 1 독출 회로(710)로부터 생성된 지연 시간 정보가 저장되는 경우, 해당 지연 시간 정보가 제 1 독출 회로(710)에서 생성된 것임을 나타내는 제 1 지연 시간 플래그 정보를 저장할 수 있다. 또한, 제어부(760)는 제 2 커패시터부(750)에 제 2 독출 회로(720)로부터 생성된 지연 시간 정보가 저장되는 경우, 해당 지연 시간 정보가 제 2 독출 회로(720)에서 생성된 것임을 나타내는 제 2 지연 시간 플래그 정보를 저장할 수 있다. 제 2 커패시터부(750)에 지연 시간 정보가 저장될 때마다 상기 제 1 또는 제 2 지연 시간 플래그 정보가 제어부(760)에 순차적으로 저장될 수 있으며, 따라서, 제 2 커패시터부(750)에 지연 시간 정보가 독출 회로 어레이의 외부로 출력될 때, 제어부(760)는 상기 제 1 또는 제 2 지연 시간 플래그 정보를 순차적으로 함께 출력함으로써 출력되는 지연 시간 정보가 어느 독출 회로로부터 생성된 것인지를 나타내는 동작을 수행할 수 있다.

도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이는 광 강도 정보가 저장되는 커패시터 뱅크 및 지연 시간 정보가 저장되는 커패시터 뱅크를 서로 다른 두 개의 독출 회로가 공유함으로써, 점유 면적을 효율적으로 활용하고 고해상도의 영상 장치를 구현할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 의하면 커패시터 뱅크를 공유함으로써 독출 회로 어레이 및 영상 장치의 성능이 향상될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 독출 회로 어레이를 나타내는 블록도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이는 제 1 독출 회로(810), 제 2 독출 회로(820), 제 3 독출 회로(830), 제 4 독출 회로(840) 및 정보 저장부(850)를 포함한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 독출 회로 어레이의 극히 일부만을 도시한 도면임에 유의하여야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 독출 회로 어레이가 m × n 화소 규격의 영상 장치 내에 포함되는 경우, m × n 개의 광 검출기 셀이 어레이 형태로 배치되고, 이에 대응하여 m × n 개의 독출 회로들 또한 어레이 형태로 배치된다. 도 8은 상기 m × n 개의 독출 회로들 중 인접한 4 개의 독출 회로만을 도시한 것이다.

도 8의 실시예에서, 독출 회로 어레이 내의 네 개의 독출 회로들(810, 820, 830, 840)은 정보 저장부(850) 내 하나의 제 1 커패시터부(미도시) 및 하나의 제 2 커패시터부(미도시)를 공유한다. 도 8의 실시예에 따른 독출 회로 어레이의 구체적인 구성은 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.

도 9는 도 8에 도시된 독출 회로 어레이를 보다 자세히 나타내는 블록도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이는 제 1 독출 회로(910), 제 2 독출 회로(920), 제 3 독출 회로(930), 제 4 독출 회로(940) 및 정보 저장부(950)를 포함한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 독출 회로 어레이의 극히 일부만을 도시한 도면임에 유의하여야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 독출 회로 어레이가 m × n 화소 규격의 영상 장치 내에 포함되는 경우, m × n 개의 광 검출기 셀이 어레이 형태로 배치되고, 이에 대응하여 m × n 개의 독출 회로들 또한 어레이 형태로 배치된다. 도 8은 상기 m × n 개의 독출 회로들 중 인접한 4 개의 독출 회로만을 도시한 것이다.

제 1 독출 회로(910)는 바이어스 조절부(911), 패드(916), 신호 처리부(912) 및 화소 레지스터부(913)를 포함한다. 제 2 독출 회로(920)는 바이어스 조절부(921), 패드(926), 신호 처리부(922) 및 화소 레지스터부(923)를 포함한다. 제 3 독출 회로(930)는 바이어스 조절부(931), 패드(936), 신호 처리부(932) 및 화소 레지스터부(933)를 포함한다. 제 4 독출 회로(940)는 바이어스 조절부(941), 패드(926), 신호 처리부(942) 및 화소 레지스터부(943)를 포함한다. 도 7과 유사하게, 제 1 내지 제 4 독출 회로(910, 920, 930, 940) 는 커패시터부를 포함하지 않는다. 대신에, 정보 저장부(950)가 제 1 커패시터부(951) 및 제 2 커패시터부(953)를 포함한다. 상기 제 1 커패시터부(951) 및 제 2 커패시터부(953)는 커패시터 뱅크로서 구현될 수 있다. 정보 저장부(950)는 또한 제어부(955)를 더 포함한다.

제 1 독출 회로(910)는, 대응하는 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신할 수 있다. 상기 전기 신호는 패드(916)를 통해 수신될 수 있다. 또한, 제 1 독출 회로(910)는 수신한 상기 전기 신호에 기초하여 제 1 광 수신 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 1 광 수신 정보는 상기 제 1 독출 회로(910)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사한 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 1 광 강도 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 광 수신 정보는 상기 제 1 레이저 반사광이 상기 제 1 독출 회로(910)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 1 지연 시간 정보를 포함할 수 있다.

제 2 독출 회로(920)는, 대응하는 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신할 수 있다. 상기 전기 신호는 패드(926)를 통해 수신될 수 있다. 또한, 제 2 독출 회로(920)는 수신한 상기 전기 신호에 기초하여 제 2 광 수신 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 2 광 수신 정보는 상기 제 2 독출 회로(920)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사한 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 2 광 강도 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 광 수신 정보는 상기 제 2 레이저 반사광이 상기 제 2 독출 회로(920)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 2 지연 시간 정보를 포함할 수 있다.

제 3 독출 회로(930)는, 대응하는 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신할 수 있다. 상기 전기 신호는 패드(936)를 통해 수신될 수 있다. 또한, 제 3 독출 회로(930)는 수신한 상기 전기 신호에 기초하여 제 3 광 수신 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 3 광 수신 정보는 상기 제 3 독출 회로(930)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사한 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 3 광 강도 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 3 광 수신 정보는 상기 제 3 레이저 반사광이 상기 제 3 독출 회로(930)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 3 지연 시간 정보를 포함할 수 있다.

제 4 독출 회로(940)는, 대응하는 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신할 수 있다. 상기 전기 신호는 패드(946)를 통해 수신될 수 있다. 또한, 제 4 독출 회로(940)는 수신한 상기 전기 신호에 기초하여 제 4 광 수신 정보를 생성할 수 있다. 상기 제 4 광 수신 정보는 상기 제 4 독출 회로(940)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사한 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 4 광 강도 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 4 광 수신 정보는 상기 제 4 레이저 반사광이 상기 제 4 독출 회로(940)에 대응하는 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 4 지연 시간 정보를 포함할 수 있다.

정보 저장부(950)는 제 1 커패시터부(951), 제 2 커패시터부(953) 및 제어부(955)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이에 의하면, 정보 저장부(950) 내의 제 1 커패시터부(951), 제 2 커패시터부(953)는 제 1 내지 제 4 독출 회로들(910, 920, 930, 940)에 의해 공유된다. 즉, 제 1 커패시터부(951)는 제 1 내지 제 4 독출 회로(910, 920, 930, 940)에 의해 각각 생성된 제 1 내지 제 4 광 강도 정보를 모두 저장할 수 있다. 또한, 제 2 커패시터부(953)는 제 1 내지 제 4 독출 회로(910, 920, 930, 940)에 의해 각각 생성된 제 1 내지 제 4 지연 시간 정보를 모두 저장할 수 있다.

제어부(955)는 제 1 및 제 2 커패시터부(951, 953)의 동작을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이의 경우, 제 1 내지 제 4 독출 회로(910, 920, 930, 940)에서 생성되는 광 강도 정보는 모두 제 1 커패시터부(951)에 저장되므로, 정보 출력시 혼동될 가능성이 있다. 제어부(955)는 제 1 커패시터부(951)에 제 1 독출 회로(910)로부터 생성된 광 강도 정보가 저장되는 경우, 해당 광 강도 정보가 제 1 독출 회로(910)에서 생성된 것임을 나타내는 제 1 광 강도 플래그 정보를 저장할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(955)는 제 1 커패시터부(951)에 제 2 독출 회로 내지 제 4 독출 회로(920, 930, 940) 중 어느 하나로부터 생성된 광 강도 정보가 저장되는 경우, 해당 광 강도 정보가 어느 독출 회로에서 생성된 것인지를 나타내는 제 2 내지 제 4 광 강도 플래그 정보 중 하나를 저장할 수 있다. 제 1 커패시터부(951)에 광 강도 정보가 저장될 때마다 상기 제 1 내지 제 4 광 강도 플래그 정보 중 하나가 제어부(955)에 순차적으로 저장될 수 있으며, 따라서, 제 1 커패시터부(951)에 저장되어 있던 광 강도 정보가 독출 회로 어레이의 외부로 출력될 때, 제어부(955)는 상기 제 1 내지 제 4 광 강도 플래그 정보들 중 하나를 순차적으로 함께 출력함으로써 출력되는 광 강도 정보가 어느 독출 회로로부터 생성된 것인지를 나타내는 동작을 수행할 수 있다. 지연 시간 정보에 대하여도 제어부(955)는 상술한 광 강도 정보와 관련된 동작과 유사한 동작을 수행할 수 있다.

도 7에 도시된 실시예에서는 두 개의 독출 회로들(710, 720)이 하나의 정보 저장부(770)를 공유하며, 따라서 제 1 커패시터부(740) 및 제 2 커패시터부(750)를 공유한다. 한편, 도 9에 도시된 실시예에서는 네 개의 제 1 내지 제 4 독출 회로들(910, 920, 930, 940)이 하나의 정보 저장부(950)를 공유하며, 따라서 제 1 커패시터부(951) 및 제 2 커패시터부(953)를 공유한다. 광 검출기 셀들이 매트릭스 형태로 배치됨에 따라 많은 경우에 독출 회로들 또한 매트릭스 형태로 배치되므로, 도 9에 도시된 바와 같이 네 개의 제 1 내지 제 4 독출 회로들(910, 920, 930, 940)이 중앙부의 정보 저장부(950) 내 제 1 커패시터부(951) 및 제 2 커패시터부(953)를 공유하는 경우, 공간 활용을 높일 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 독출 회로 어레이는 광 강도 정보가 저장되는 커패시터 뱅크 및 지연 시간 정보가 저장되는 커패시터 뱅크를 서로 다른 네 개의 독출 회로가 공유함으로써, 점유 면적을 효율적으로 활용하고 고해상도의 영상 장치를 구현할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 의하면 커패시터 뱅크를 공유함으로써 독출 회로 어레이 및 영상 장치의 성능이 향상될 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

110: 펄스레이저 120: 송광광학계
130: 광학스캐너 140: 목표물
150: 광필터 155: 수광렌즈
170: 수신모듈 175: 인터페이스보드
180: 본체 190: 분석장치
195: 연결케이블

Claims (17)

1. 제 1 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 1 광 수신 정보를 생성하는 제 1 독출 회로;
   제 2 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 2 광 수신 정보를 생성하는 제 2 독출 회로; 및
   상기 제 1 광 수신 정보 및 상기 제 2 광 수신 정보를 저장하는 정보 저장부를 포함하는 독출 회로 어레이.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 광 수신 정보는 상기 제 1 광 검출기 셀로 입사한 제 1 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 1 광 강도 정보 및 상기 제 1 레이저 반사광이 상기 제 1 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 1 지연 시간 정보를 포함하고,
   상기 제 2 광 수신 정보는 상기 제 2 광 검출기 셀로 입사한 제 2 레이저 반사광의 강도를 나타내는 제 2 광 강도 정보 및 상기 제 2 레이저 반사광이 상기 제 2 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연 시간을 나타내는 제 2 지연 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 정보 저장부는,
   상기 제 1 광 강도 정보 및 제 2 광 강도 정보 중 적어도 하나를 저장하는 제 1 커패시터부;
   상기 제 1 지연 시간 정보 및 제 2 지연 시간 정보 중 적어도 하나를 저장하는 제 2 커패시터부; 및
   상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부 각각은 복수의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 제 1 커패시터부에 상기 제 1 광 강도 정보가 저장되는 경우, 저장되는 상기 제 1 광 강도 정보가 상기 제 1 독출 회로에 의해 생성된 것임을 나타내는 제 1 광 강도 플래그 정보를 저장하고,
   상기 제 1 커패시터부에 상기 제 2 광 강도 정보가 저장되는 경우, 저장되는 상기 제 2 광 강도 정보가 상기 제 2 독출 회로에 의해 생성된 것임을 나타내는 제 2 광 강도 플래그 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 제 2 커패시터부에 상기 제 1 지연 시간 정보가 저장되는 경우, 저장되는 상기 제 1 지연 시간 정보가 광 강도 정보가 상기 제 1 독출 회로에 의해 생성된 것임을 나타내는 제 1 광 강도 플래그 정보를 저장하고,
   상기 제 2 커패시터부에 상기 제 2 광 강도 정보가 저장되는 경우, 저장되는 상기 제 2 지연 시간 정보가 상기 제 2 독출 회로에 의해 생성된 것임을 나타내는 제 2 지연 시간 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제 1 광 강도 플래그 정보 또는 상기 제 2 광 강도 플래그 정보에 기초하여 상기 제 1 커패시터부에 저장된 광 강도 정보의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제 1 지연 시간 플래그 정보 또는 상기 제 2 지연 시간 플래그 정보에 기초하여 상기 제 2 커패시터부에 저장된 지연 시간 정보의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
9. 제 1 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하여 광 수신 정보를 생성하는 제 1 독출 회로;
   제 2 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하여 광 수신 정보를 생성하는 제 2 독출 회로;
   제 3 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하여 광 수신 정보를 생성하는 제 3 독출 회로;
   제 4 광 검출기 셀로부터 수신한 전기 신호를 처리하여 광 수신 정보를 생성하는 제 4 독출 회로; 및
   상기 제 1 독출 회로, 상기 제 2 독출 회로, 상기 제 3 독출 회로 및 상기 제 4 독출 회로로부터 생성된 광 수신 정보를 저장하는 정보 저장부를 포함하는 독출 회로 어레이.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 광 수신 정보는 레이저 반사광의 강도를 나타내는 광 강도 정보 및 레이저 반사광이 광 검출기 셀로 입사하는 데 걸린 지연시간을 나타내는 지연 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 정보 저장부는,
    상기 광 강도 정보를 저장하는 제 1 커패시터부;
    상기 지연 시간 정보를 저장하는 제 2 커패시터부; 및
    상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보 저장부는 상기 광 강도 정보가 상기 제 1 내지 제 4 독출 회로 중 어느 독출 회로로부터 생성되었는지를 나타내는 광 강도 플래그 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보 저장부는 상기 지연 시간 정보가 상기 제 1 내지 제 4 독출 회로 중 어느 독출 회로로부터 생성되었는지를 나타내는 지연 시간 플래그 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 독출 회로 어레이.
14. 레이저를 생성하여 목표하는 영역에 조사하도록 구성된 송광 광학부;
    제 1 광 검출기 셀 및 제 2 광 검출기 셀을 포함하는 광 검출기 셀 어레이 - 상기 제 1 광 검출기 셀 및 상기 제 2 광 검출기 셀은 상기 레이저가 상기 목표하는 영역에서 반사된 반사광을 전기 신호로 변환함 - ; 및
    상기 광 검출기 셀 어레이로부터 전기 신호를 독출하는 독출 회로 어레이를 포함하는 영상 장치로서,
    상기 독출 회로 어레이는,
    상기 제 1 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 1 광 강도 정보 및 제 1 지연 시간 정보를 생성하는 제 1 독출 회로;
    상기 제 2 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 2 광 강도 정보 및 제 2 지연 시간 정보를 생성하는 제 2 독출 회로; 및
    상기 제 1 광 강도 정보, 상기 제 1 지연 시간 정보, 상기 제 2 광 강도 정보 및 상기 제 2 지연 시간 정보를 저장하는 정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광 검출기 셀은 제 3 광 검출기 셀 및 제 4 광 검출기 셀을 더 포함하고,
    상기 독출 회로 어레이는,
    상기 제 3 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 3 광 강도 정보 및 제 3 지연 시간 정보를 생성하는 제 3 독출 회로; 및
    상기 제 4 광 검출기 셀로부터 전기 신호를 수신하여 제 4 광 강도 정보 및 제 4 지연 시간 정보를 생성하는 제 4 독출 회로를 더 포함하며,
    상기 정보 저장부는 상기 제 3 광 강도 정보, 상기 제 3 지연 시간 정보, 상기 제 4 광 강도 정보, 상기 제 4 지연 시간 정보를 더 저장하는 것을 특징으로 하는, 영상 장치.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 정보 저장부는,
    상기 제 1 광 강도 정보 및 상기 제 2 광 강도 정보를 저장하는 제 1 커패시터부;
    상기 제 1 지연 시간 정보 및 상기 제 2 지연 시간 정보를 저장하는 제 2 커패시터부; 및
    상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 장치.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 정보 저장부는,
    상기 제 1 광 강도 정보, 상기 제 2 광 강도 정보, 상기 제 3 광 강도 정보 및 상기 제 4 광 강도 정보를 저장하는 제 1 커패시터부;
    상기 제 1 지연 시간 정보, 상기 제 2 지연 시간 정보, 상기 제 3 지연 시간 정보 및 상기 제 4 지연 시간 정보를 저장하는 제 2 커패시터부; 및
    상기 제 1 커패시터부 및 상기 제 2 커패시터부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 장치.

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