KR20160097937A - 이미지 센싱 장치 - Google Patents

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KR20160097937A
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Abstract

실시예의 이미지 센싱 장치는 소정의 수광 시간 동안 수광량에 따른 광전 변환된 화상 신호를 생성하고, 복수개의 서브 픽셀들로 구성된 단위 픽셀 그룹들로 이루어진 이미지 센싱 장치로서, 상기 단위 픽셀 그룹은 인접하게 배치된 제 1 단위 픽셀과, 제 2 단위 픽셀을 포함하고, 상기 제 1 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 중 일부는 상기 제 2 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀과 수광 개시 및 수광 종료가 동일하게 제어되는 것을 특징으로 한다.

Description

이미지 센싱 장치{Apparatus for sensing an image}
본 발명은 이미지 센싱 장치에 대한 것으로서, 슬로우 모션으로 영상을 디스플레이하기 위하여 촬상시에 고속촬영을 수행할 수 있는 장치 및 그 방법에 대한 것이다.
슬로우 모션 동영상은 운동 선수의 동작 해석이나 확인이 어려운 물체의 고속 변화를 관찰하는데에 사용되고 있으며, 스마트폰과 같은 스마트 기기에서도 슬로우 모션 촬영을 이용하고 있다.
이러한 슬로우 모션 촬영을 하기 위해서는, 이미지 센서 픽셀로부터 광전 변환된 화상 신호를 보통의 촬영 속도보다 고속으로 읽어내야 할 필요가 있다. 보통의 촬영 속도보다 고속으로 읽어들이고, 재생시에는 보통의 속도와 마찬가지로 재생하는 경우에는 촬영된 영상이 슬로우 모션으로 처리된다.
그러나, 이미지 센서를 기존의 속도보다 몇배 더 빠른 속도로 읽어들이기 위한 회로를 설계하는데에는 많은 어려움이 있다.
본 발명은 이미지 센서의 수광 영역을 줄이지 않으면서, 고속으로 화상 프레임을 촬영할 수 있도록 하는 장치를 제안하고자 한다.
특히, 슬로우 모션 촬영 및 재생을 위하여, 포토다이오드의 수광 영역이 회로 구성에 의하여 감소되지 않도록 함으로써, 고화질의 슬로우 모션 촬영이 가능하도록 하는 장치를 제안하고자 한다.
실시예의 이미지 센싱 장치는 소정의 수광 시간 동안 수광량에 따른 광전 변환된 화상 신호를 생성하고, 복수개의 서브 픽셀들로 구성된 단위 픽셀 그룹들로 이루어진 이미지 센싱 장치로서, 상기 단위 픽셀 그룹은 인접하게 배치된 제 1 단위 픽셀과, 제 2 단위 픽셀을 포함하고, 상기 제 1 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 중 일부는 상기 제 2 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀과 수광 개시 및 수광 종료가 동일하게 제어되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 단위 픽셀과 제 2 단위 픽셀 각각으로부터 전달되는 픽셀 신호를 저장하기 위한 메모리들을 더 포함한다.
그리고, 상기 단위 픽셀들의 포토다이오드는 기판의 제 1면에 형성되고, 상기 메모리는 상기 기판의 제 2 면에 형성되고, 상기 제 1 면에는 상기 단위 픽셀들을 구성하는 서브 픽셀들을 순차적으로 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터가 구성된다.
제안되는 바와 같은 실시예의 이미지 센싱 장치에 의해서, 고속 촬영을 위하여 별도의 추가적인 회로를 다수개 구성할 필요가 없으며, 포토다이오드의 수광 면적 역시 크게 줄이지 않아도 되는 장점을 갖는다. 이러한 장점으로부터, 높은 해상도를 유지하면서, 슬로우 모션된 영상의 촬영 및 재생이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 실시예의 이미지 센싱 장치에 사용되는 픽셀 회로의 회로 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회로도의 동작 타이밍도이다.
도 3은 본 실시예의 이미지 센싱 장치를 실제의 픽셀 배치에 대응되도록 서브 픽셀들을 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따라 연속하는 4프레임의 화상 정보와 그 정보를 촬영하여 기억하는 픽셀의 대응 관계를 설명하는 도면이다.
도 5은 본 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 회로 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 이미지 센싱 장치의 제어 신호의 타이밍도이다.
도 7은 도 5에 도시된 이미지 센싱 장치의 제어 신호를 글로벌 셔터 모드에서 동작시키는 타이밍도이다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다.
먼저, 본 발명은 고속으로 이미지 센서에 의한 이미지 센서의 수광 효율을 높이기 위하여, 이미지 센서의 어레이부를 2개의 요소 회로로 분리하고, 각각의 실리콘 웨이퍼에 실장한 다음, 이들 2개의 웨이퍼를 접합시키는 양면 구조의 이미지 센서를 사용한다.
도 1은 본 실시예의 이미지 센싱 장치에 사용되는 픽셀 회로의 회로 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 회로도의 동작 타이밍도이다.
본 실시예의 이미지 센싱 장치의 상부면과, 하부면의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 회로도가 도시되어 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 포토다이오드에 의한 수광부로서 4개의 서브 픽셀들(11,12,13,14)로 구성된 하나의 단위 픽셀이 웨이퍼 상부면(1)에 구성된다. 그리고, 각각의 서브 픽셀에 의하여 광전 변환된 신호를 저장하기 위한 메모리들(21,22,23,24)이 웨이퍼의 하부면(2)에 구성된다.
상기 메모리들은 각각의 서브 픽셀들에 의하여 고속으로 광전 변환된 신호들을 저장시키는 역할을 수행하며, 이것은 이미지 센서가 단위 시간당 더 많은 수의 프레임 촬영을 하기 위하여 포토다이오드의 리셋 주기를 단축시킬 수 있다. 즉, 각각의 서브 픽셀들에 의하여 광전 변환되는 신호들을 메모리에 저장하여 둠으로써, 포토다이오드의 리셋 주기를 줄일 수 있다.
웨이퍼에서 포토다이오드가 형성된 면이 아닌, 타면에 메모리들을 구성시키는 경우에는, 포토다이오드의 수광 면적의 손실없이 고속으로 광전 변환이 가능해진다.
도시된 도면에는 4개의 서브 픽셀로 구성된 하나의 단위 픽셀에 대해서 도시되어 있으며, 단위 픽셀은 웨이퍼 기판의 상부면(1)에 형성되고, 4개의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)와, 4개의 트랜스퍼 트랜지스터(TX1, TX2, TX3, TX4), 하나의 리셋 트랜지스터(15, RST) 및 하나의 소스-팔로워 트랜지스터를 포함한다.
그리고, 실시예의 이미지 센싱 장치에서 웨이퍼 기판의 하부면(2)에는 단위 픽셀당 하나의 클램프 커패시터(CCL)와, 4개의 샘플-홀드 트랜지스터(SH1, SH2, SH3, SH4)와, 4개의 샘플-홀드 커패시터(CSH1, CSH2,CSH3,CSH4)와, 4개의 클램프 트랜지스터와, 4개의 소스-팔로워 트랜지스터와, 4개의 셀렉트 트랜지스터(SEL1, SEL2, SEL3, SEL4) 및 하나의 스킵 트랜지스터가 구성된다.
그리고, 상부면의 소스-팔로워 출력을 하부면의 클램프 커패시터(CCL)와 스킵 트랜지스터의 입력으로 연결시키기 위한 마이크로 범프(15)가 구성된다. 상기 마이크로 범프(15)에 의하여 포토다이오드에서 광전 변환된 신호가 하부면의 메모리들(21,22,23,24)로 전달될 수 있다.
소스 팔로워는 기판의 하부면(2)에서 정전류원을 사용한다. 그리고, 클램프 커패시터, 샘플-홀드 커패시터 및 소스 팔로워는 프레임-셔터 동작에 4회 사용된다. 스킵 트랜지스터(SKIP)는 롤링 셔터 동작동안에 사용되고, 이를 통해 4회의 프레임-셔터 동작에 사용되는 회로를 스킵할 수 있다.
동작 타이밍도가 도시된 도 2를 참조하면, 4개의 트랜스퍼 트랜지스터(TX1,TX2,TX3,TX4)가 턴-온되고, 리셋 트랜지스터(RST)가 모든 포토다이오드 및 픽셀 어레이의 플로팅 디퓨전을 리셋시킴으로써, 글로벌 리셋이 수행된다(제 1 단계).
그 다음, 트랜스퍼 트랜지스터(TX1,TX2,TX3,TX4) 및 리셋 트랜지스터(RST)가 턴-오프되고, 노출 동작이 개시된다(제 2 단계).
그리고, 하부면(2)의 EN으로 도시된 트랜지스터가 턴-온 되어 전류를 상부면(1)의 소스 팔로워로 공급하기 시작한다(제 3 단계).
그 다음, 제 1 샘플-홀드 트랜지스터(SH1), 제 1 클램프 트랜지스터(CL1) 및 리셋 트랜지스터(RST)가 턴-온된다(제 4 단계). 그리고, 리셋 트랜지스터(RST)가 턴-오프되고, 그 다음 제 1 클램프 트랜지스터(CL1)가 턴-오프된다(제 5 단계). 이때, 증폭된 리셋 레벨이 클램프 커패시터에 클램핑된다.
그 다음, 제 1 포토다이오드(PD1)에 축적된 캐리어들은 제 1 트랜스퍼 트랜지스터(TX1)가 턴-온 및 턴-오프되는 것에 의하여 상부면(1)의 플로팅 디퓨전 영역으로 전달된다(제 6 단계).
제 1 샘플-홀드 트랜지스터(SH1)를 턴-오프시키는 것에 의하여, 증폭된 노이즈-제거된 신호 레벨은 제 1 샘플-홀드 커패시터(CSH1)에 의하여 샘플링되며, 이러한 샘플링은 노이즈 레벨이 클램프 커패시터(CCL)에 클램핑되는 때까지 수행된다(제 7 단계).
그 다음, 상기의 제 3 단계부터 제 7 단계의 과정이 제 2 내지 제 4 포토다이오들에 대해서도 순차적으로 수행된다.
한편, 샘플-홀드 커패시터들에 의하여 샘플링된 신호들은 순차적으로 각각의 라인들 따라 셀렉트 트랜지스터의 턴-온 동작에 따라 하부면(2)의 소스 팔로워로부터 출력된다.
상기와 같이, 고속으로 포토다이오드의 광전 변환된 신호를 독출할 수 있도록 상부면과 하부면 각각에 포토다이오드와 메모리가 구성된 장치를 동작에 대해서 더욱 자세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 실시예의 이미지 센싱 장치를 실제의 픽셀 배치에 대응되도록 서브 픽셀들을 도시한 도면이다.
도 3에 도시되어 있듯이, 포토다이오드가 형성된 상부면과, 메모리가 구성된 하부면이 대응되도록 실장된다. 도면에는 상부면과 하부면을 동시에 표현하는 것이 어려우므로, 상부면과 하부면 각각에 대해서 서로 다른 모양의 점선으로 도시되었다.
그리고, 포토다이오드 상에는 마이크로 칼라 필터가 위치하게 되지만, 서브 픽셀 상에 위치하는 되는 이러한 칼라 필터들에 대해서는 서로 다른 해칭으로 도시된다. 한편, 실시예에 적용가능한 포토다이오드는 BSI(Back Side Illumination) 방식으로 형성되므로, 광전 변환된 신호의 전달을 위하여 구성되어야 하는 배선은 빛의 입사면이 아닌 그 뒷면에 구성된다.
도 3에는 2×2 픽셀 그룹이 타일 형태로 배치되는 것으로 도시되어 있으며, 2×2 픽셀이 공용하는 신호 읽기선은 다른 2×2 픽셀 그룹과도 공용할 수 있다. 그리고, 2×2 픽셀 단위로 순차적으로 칼럼 병렬 ADC(드라이버 블록 포함)이 신호를 읽어들인다.
그리고, 이러한 구조에서는, 전하 증폭기가 2×2 픽셀 그룹의 모든 픽셀들이 공용하고 있기 때문에, 각각의 포토다이오드에 접속되어 있는 전하 전달 게이트의 온/오프를 제어하기 위한 신호는 각각 독립적으로 인가할 필요가 있다.
슬로우 모션 촬영 및 재생이 가능하도록 하기 위하여, 화상을 고속으로 압축 촬영하는 방법에 대해서 설명하여 본다.
도 4는 본 실시예에 따라 연속하는 4프레임의 화상 정보와 그 정보를 촬영하여 기억하는 픽셀의 대응 관계를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 모든 어레이로 분할하여 촬영이 이루어지고, 1/4로 압축한 화상일 경우에 4 프레임을 각각 촬영할 수 있게 된다.
상세히, 포토 전하의 축적 시간을 1/4로 단축하여 촬영하게 되면, 4프레임의 화상들을 통상의 속도로 1 프레임 촬영하는 시간동안에 촬영할 수 있게 된다. 이 경우, 이미지 센서의 화상 촬영의 제어에 사용하는 기본 클럭의 스피드는 변경할 필요가 없으며, 단지 축적 시간만을 단축하면 충분하다. 이러한 포토 전하의 축적 시간을 단축하기 위해서는, 앞서 설명한 바와 같이, 기억 소자인 메모리가 구비되어야 하는데, 포토다이오드의 수광 면적을 줄이지 않기 위하여 포토다이오드 각각에 대응되는 메모리들은 기판의 후면에 마련된다.
슬로우 모션을 촬영하는 방법에 대해서 더욱 구체적으로 설명하여 본다.
슬로우 모션 촬영을 위해서는, 예를 들면, 4배속(1/240초)으로 1프레임 동화상을 촬영하고, 통상의 속도로 동영상을 재생하면, 시간이 4배 지연된 동영상이 될 수 있다.
그러한 구성을 갖는 픽셀 어레이 배치, 각 픽셀의 동작을 제어하는 신호가 도 5에 도시되고, 이 회로의 타이밍도가 도 6에 도시된다.
도 5은 본 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 회로 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 이미지 센싱 장치의 제어 신호의 타이밍도이고, 도 7은 도 5에 도시된 이미지 센싱 장치의 제어 신호를 글로벌 셔터 모드에서 동작시키는 타이밍도이다.
도 5에는 제 1 프레임인 F1 프레임과, 제 2 프레임인 F2 프레임을 촬영하는 픽셀의 최소 단위 그룹이 도시되어 있다. 제 3 프레임인 F3 프레임과, 제 4 프레임인 F4 프레임을 촬영하는 픽셀의 최소 단위 그룹에 대해서는 생략되어 있다. 이들 픽셀의 단위 그룹들은 기본적으로 동일하다.
픽셀에 입사하는 빛은 구조적으로 차폐시킬 수 없다. 즉, 화상 촬영시에 특정 픽셀로만 빛을 선택적으로 조사시킬 수 없다. 다만, 픽셀에 축적되는 포토 전하를 포토다이오드로부터 읽어들이는 동작이 기계 셔터를 닫는 동작이 되고, 포토다이오드의 리셋을 해제하는 동작이 기계 셔터를 여는 동작이 된다.
따라서, 축적되는 포토 전하를 선택적으로 기억소자인 메모리로 전송함으로써, 선택한 픽셀에 대하여 셔터를 닫는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다. 그리고, 픽셀을 선택적으로 리셋시키는 것에 의하여, 선택한 픽셀의 셔터를 오픈한 것과 동일한 효과가 있으므로, 포토 전하의 축적이 이러한 시점으로부터 시작된다.
또한, 화상 촬영시에는, 도 6에 도시되어 있듯이, 제 1 기간(F1 frame capturing), 제 1 그룹의 픽셀(도 4에서 F1 그룹에 대응)에 화상 정보의 포토 전하를 축적하고, 제 1 그룹의 메모리로 전송한다. 그리고, 제 1 그룹의 모든 픽셀은 제 1 기간 개시 직전에, 전하 리셋 게이트로 픽셀을 리셋하여 초기화하고, 그 다음 포토 전하의 축적을 개시한다.
입사되는 빛은 RGB 성분으로 분리하여 각각의 서브 픽셀에 포토 전하를 축적하게 되는 것이지만, 앞서 설명한 바와 같이, 4개의 픽셀이 전하 증폭기를 공용하는 구조이므로, 기억소자인 메모리로 전하를 순차적으로 전송하는 방식을 취한다. 그리고, 타이밍도 이러한 방식에 맞추어, 4개의 서브 픽셀에 해당하는 P11~P14의 축적 개시 및 종료시간은 각각 겹치지 않도록 설정되어야 한다.
그리고, S11~S14 신호의 온-오프 타이밍에는 시간 차이를 구성시켜, 전하를 메모리에 순차적으로 전송한다. 도 6에서는 축적 기간이 전하 전송 기간과 크게 차이가 없는 것으로 도시되어 있지만, 실제에 있어서는 축적 시간이 훨씬 클 것이다. 따라서, 4개의 서브 픽셀의 축적 개시 및 종료 시간의 차이에 의한 화상의 일그러짐은 거의 발생하지 않는다.
제 2 기간(도 6에서 F2 frame capturing)의 개시 직전에는, 제 2 그룹의 모든 픽셀을 리셋하여 초기화하고, 앞선 제 1 기간의 경우와 동일하게, 제 2 기간, 제 2 그룹의 픽셀에 화상 정보인 포토 전하를 축적하여, 제 2 그룹의 메모리로 전송한다.
동일한 방법으로, 제 3 기간 및 제 4 기간에 대해서도, 제 3 및 제 4 픽셀 그룹에 화상 정보인 포토 전하를 축적하여, 제 3 및 제 4 메모리에 전송한다.
이러한 방법을 통하여, 1/240초로 촬영한 프레임 화상 4장이 픽셀 대응 메모리에 통상의 화상 사이즈를 1/4로 압축한 데이터로서, 저장된다.
제 4 그룹의 메모리에 화상 정보의 전송이 종료하면, 4장의 압축 프레임 칼라 화상 데이터(F1~F4 프레임 화상)를 통상 속도의 1 프레임 화상 읽기시간으로 읽어들인다. 도 6 및 도 7에서 data read from 2×2 pixel group @ 1st row로 가리킨 기간에는 칼라 화상(F1 ~ F4 프레임 화상)의 최초 행을 읽어들이고, data read from 2×2 pixel group @ 2nd row로 가리킨 기간에는 칼라 화상의 제 2 행을 읽어내는 동작을 계속하여, 4장의 압축 프레임 화상 데이터를 통상 속도에서의 하나의 프레임과 동일한 시간으로 읽어들인다. 도 6과 도 7에 도시되어 있듯이, F1~F4 frame readout 동작 개시와 다음에 이어 촬영하는 F5~F8 frame의 capturing이 시간적으로 겹치게 된다.
다만, 이 경우, F5의 화상 정보는 P1~P4에 축적되기 시작하지만, F1의 화상 정보는 메모리인 M1~M4에 기억되고 있으므로, F5의 화상 정보가 메모리로 전달되기 이전에 M1~M4에 저장된 정보를 읽어내기 때문에, 동작이 겹치는 문제는 발생하지 않는다.
도 7의 경우에도, 축적 기간이 축소하여 표시되어 있지만, 실제에 있어서는 매우 긴 시간이 될 것이며, 4장의 압축 프레임 칼라 화상 데이터의 읽기에 필요한 시간(행 마다의 읽기)은 충분히 확보될 수 있다. 독출한 화상 데이터를 4배의 시간으로 늘려서 동영상을 재생하면, 4배 시간의 슬로우 모션으로 동영상이 재생되는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 글로벌 셔터 촬영이므로, 롤링 셔터 촬영으로 발생하는 움직이고 있는 피사체의 촬영 화상이 부자연스러워지는 문제는 발생하지 않는다. 포토 전하의 축적 시간이 포토다이오드의 한계를 넘어 축적되면, 포토 전하가 넘쳐서 인접한 픽셀로 흘러들어가는 블루밍 현상을 발생할 수 있다. 이러한 블루밍을 방지하기 위하여, 제 2 기간의 개시 직전에 픽셀의 리셋으로 제 2, 제 3 및 제 4 픽셀을 동시에 그룹마다 순차적으로 리셋하는 동작을 실시할 수 있다.
한편, 도 5에 도시되어 있는 본 실시예의 픽셀들 접속 구성을 살펴보면, 포토 전하 전송 게이트를 온-오프 제어하는 신호 접속이 단위 픽셀별로 수행되지 않는다. 즉, 픽셀 전하 증폭기를 공용으로 사용하는 대상 픽셀이, 단위 픽셀별로 수행되는 것이 아니라, 단위 픽셀들의 인접한 서브 픽셀들이 서로 공용한다는 특징이 있다.
RGB 신호 검출의 최소 단위인 2×2 픽셀(P11,P12,P13,P14)의 축적 개시 및 종료 시간은 각각 상이하다. 본 실시예에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, P11과 P12(P13과 P14의 관계도 동일)의 전하 축적 개시 및 종료시간은 같지만, 서로 이웃이 되는 2개의 2×2 픽셀간(odd 및 even 그룹)에 축적 개시 및 종료 시간이 상이하다. 다만, 이러한 시간 차이는, 아주 미소하기 때문에, 사람이 감지할 수 있는 레벨보다 작아서 화질 열화는 느껴지지 않는다.
도 5에 도시된 이미지 센싱 장치의 동작을 더 자세히 설명하면, 제 1 기간(F1 frame capturing), 제 1 그룹의 픽셀(도 4의 F1 그룹에 대응)에 화상 정보 포토 전하를 축적하고, 제 1 그룹의 메모리로 전송한다. 그리고, P11과 P12에는 같은 제어 신호 "F1-S11, S12"가 접속되고 있기 때문에, 동시에 온-오프가 제어된다.
이것은 P11과 P12가 다른 전하 증폭기에 접속되는 구성이 되어 있기 때문에, 동시에 픽셀별 메모리로 촬영 화상 신호를 전달할 수 있고, 동일한 타이밍에 축적이 발생하기 때문이다.
또한, P13과 P14도 다른 전하 증폭기에 접속되고 있으므로, 동시에 픽셀 기억 소자에 촬영 화상 신호를 전달할 수 있고, 동일한 타이밍에 축적을 실시할 수 있다. 즉, 제어 신호 "F1-S13, S14"로 동시에 온-오프 제어된다.
P12과 P12의 축적 동작의 종료 직전에 제어 신호 "F1-S21, S22"를 온시켜, P11과 P12로 광전 변환된 전기 신호(전압)를 다른 전하 증폭기로 전달한다. "F1-S21, S22"를 오프 시킨 시점에서 P11과 P12로부터의 전기 신호를 단절되므로, 축적 시간이 종료한 것이 된다. 그리고, "F1-S21, S22"를 온시키기 전에, 제어 신호 "F1~F4-S10" 및 "F1~F4-S20"을 온시키는 이유는 전하 증폭기의 입력 및 AC 커플링 커패시턴의 플로팅 노드를 리셋시키기 위함이다. 이러한 동작은 제 2 내지 제 4 기간에도 동일하게 수행되며, 동시 병렬적으로 전하 축적의 개시 및 종료, 그리고 픽셀별 메모리로 촬영 화상 신호의 전달이 수행된다.
앞서 설명한 바와 같이, 제 4 그룹의 메모리에 화상 정보의 전송이 종료되면, 4장의 압축 프레임 칼라 화상 데이터(F1~F4 프레임)를 통상 속도의 1 프레임 화상 읽기 시간으로 읽어들이면, 슬로우 모션된 동영상으로 재생된다.
이상에서는, 본 발명의 실시예를 4개의 서브 픽셀이 1개의 리셋 게이트를 공용하는 구성으로 설명하였지만, 4개의 픽셀이 아니라, 2개의 픽셀로 1개의 픽셀 리셋 게이트를 공용하는 것으로 구성되는 것도 가능할 것이다. 나아가, 픽세마다 픽세 리셋 게이트를 갖도록 구성시키는 것 역시 가능할 것이다.
제안되는 바와 같은 실시예의 이미지 센싱 장치에 의해서, 고속 촬영을 위하여 별도의 추가적인 회로를 다수개 구성할 필요가 없으며, 포토다이오드의 수광 면적 역시 크게 줄이지 않아도 되는 장점을 갖는다. 이러한 장점으로부터, 높은 해상도를 유지하면서, 슬로우 모션된 영상의 촬영 및 재생이 가능하다는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 소정의 수광 시간 동안 수광량에 따른 광전 변환된 화상 신호를 생성하고, 복수개의 서브 픽셀들로 구성된 단위 픽셀 그룹들로 이루어진 이미지 센싱 장치로서,
    상기 단위 픽셀 그룹은 인접하게 배치된 제 1 단위 픽셀과, 제 2 단위 픽셀을 포함하고,
    상기 제 1 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 중 일부는 상기 제 2 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀과 수광 개시 및 수광 종료가 동일하게 제어되는 이미지 센싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 픽셀과 제 2 단위 픽셀 각각으로부터 전달되는 픽셀 신호를 저장하기 위한 메모리들을 더 포함하는 이미지 센싱 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단위 픽셀들의 포토다이오드는 기판의 제 1면에 형성되고,
    상기 메모리는 상기 기판의 제 2 면에 형성되고,
    상기 제 1 면에는 상기 단위 픽셀들을 구성하는 서브 픽셀들을 순차적으로 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터가 구성되는 이미지 센싱 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기의 광전 변환된 화상 신호가 상기 메모리로 전달되도록 하고, 상기 제 1 면과 제 2 면을 전기적으로 연결하는 마이크로 범프를 더 포함하는 이미지 센싱 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 메모리들에 저장되는 화상 신호는 상기 제 1 또는 제 2 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들 중 일부의 서브 픽셀에서만 광전 변환된 신호인 이미지 센싱 장치.
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