KR20170046404A

KR20170046404A - 영상 촬영 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170046404A
Application number: KR1020150146694A
Authority: KR
Inventors: 이상민; 박민영; 슈이치 시모카와; 윤여탁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-05-02
Also published as: WO2017069408A1

Abstract

본 발명의 다양한 실시 예는 영상 촬영 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 영상 촬영 장치는, 다수의 픽셀들이 배열된 이미지 센서; 상기 이미지 센서를 구동하여 프레임을 리드아웃하는 드라이버; 및 상기 프레임을 이미지 처리하는 디지털 이미지 프로세서를 포함하되, 상기 드라이버는, 상기 디지털 이미지 프로세서와 기능적으로 연동하여, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 변경할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예는 상술한 실시 예와 다른 실시 예들도 포함한다.

Description

영상 촬영 장치 및 방법{PHOTOGRAPHING APPARATUS AND METHOD}

본 발명의 다양한 실시 예는, 영상 촬영 장치 및 방법에 관한 것이다.

이미지 센서(image sensor)를 사용하는 영상 촬영 장치는, 스마트 폰, PC, 감시용 카메라, 그리고 의료용 카메라 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 포함되거나, 하나의 독립된 전자 장치로 사용될 수 있다.

상기 영상 촬영 장치는, 상기 이미지 센서로서, 씨씨디(CCD: Charge Coupled Device) 이미지 센서 또는 씨모스(CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서 등을 사용할 수 있다.

상기 씨모스 이미지 센서는, 상기 씨씨디 이미지 센서에 비해 구동이 간단하고, 신호 처리 회로를 하나의 칩(chip)에 집적할 수 있기 때문에, 소형화가 가능하고, 전력 소모가 작기 때문에, 예를 들어, 스마트 폰 등과 같은 휴대용 전자 장치에 널리 사용되고 있다.

상기 씨모스 이미지 센서는, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 다수의 픽셀들(pixel)들이 집적화된 센서로서, 각 픽셀 당 다수의 트랜지스터들을 포함할 수 있고, 상기 트랜지스터들의 온/오프를 제어하여, 상기 픽셀들에 의해 변환된 전기 신호를 리드아웃(readout) 할 수 있으며, 상기 리드아웃 방식으로서, 글로벌 셔터(global shutter) 방식 등을 사용할 수 있다.

상기 글로벌 셔터 방식은, 상기 픽셀들에 의해 변환된 전기 신호를 정해진 열(row) 단위의 순서대로 리드아웃 하거나, 제어 신호에 따라 임의로 변경된 열 단위의 순서대로 리드아웃 할 수도 있다.

예를 들어, 상기 씨모스 이미지 센서의 최 상단에서부터 최 하단까지 각 픽셀들을 정해진 열 단위의 순서대로 리드아웃 하거나, 또는 제어 신호에 따라, 상기 씨모스 이미지 센서의 중간에서부터 최 하단까지 각 픽셀들을 열 단위로 먼저 리드아웃 한 후, 상기 씨모스 이미지 센서의 최 상단에서부터 상기 중간까지 각 픽셀들을 열 단위로 리드아웃 할 수도 있다.

상기 씨모스 이미지 센서는, 광 신호를 전기 신호로 변환하기 위한 노출(exposure) 상태의 포토 다이오드(photo-diode)와, 상기 포토 다이오드 PD에 의해 변환된 전기 신호를 입력 받아 저장하기 위한 차폐(shield) 상태의 스토리지 다이오드(storage-diode) 등을 포함할 수 있다.

상기 차폐 상태의 스토리지 다이오드에는, 발열 등과 같은 소자 고유의 특성에 의해 발생하는 예측 가능한 노이즈(noise) 성분과, 예를 들어, 광원(light source) 등과 같은 고휘도 피사체의 촬영 등으로 인해 발생하는 예측 불가능한 노이즈 성분이 저장될 수 있다.

상기 예측 가능한 노이즈 성분은, 신호 처리 등을 통해 용이하게 제거될 수 있으나, 상기 예측 불가능한 노이즈 성분은, 신호 처리 등을 통해 용이하게 제거될 수 없다.

예를 들어, 광원 등과 같은 고휘도 피사체를 촬영하는 경우, 디스플레이 화면 상에 표시되는 고휘도 휘도 피사체의 형상이 왜곡 및 번지는 블루밍(blooming) 현상 등이 발생하여, 상기 촬영 이미지의 화질 저하가 두드러지게 나타날 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 예를 들어, 광원 등과 같은 고휘도 피사체를 촬영할 때 발생하는 누광 현상으로 인해 촬영 이미지의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있도록 하기 위한 영상 촬영 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 영상 촬영 장치에 있어서, 다수의 픽셀들이 배열된 이미지 센서; 상기 이미지 센서를 구동하여 프레임을 리드아웃하는 드라이버; 및 상기 프레임을 이미지 처리하는 디지털 이미지 프로세서를 포함하되, 상기 드라이버는, 상기 디지털 이미지 프로세서와 기능적으로 연동하여, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 변경할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 영상 촬영 방법에 있어서, 이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들을 노광하는 과정; 및 상기 이미지 센서를 구동하는 드라이버에 의해, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 변경하여 상기 이미지 센서의 프레임을 리드아웃하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 광원 등과 같은 고휘도 피사체를 촬영하는 경우, 촬영 이미지 내에 존재하는 고휘도 피사체의 위치와 이동 방향 중 적어도 어느 하나 이상에 기반하여, 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 다양하게 변경함으로써, 누광 현상으로 인해 촬영 이미지의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.

도 1은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치를 포함하는 네트워크 환경을 도시하는 도면이다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 프로그램 모듈의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 영상 촬영 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 각 픽셀에 대한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 화면에 나타나는 블루밍 현상을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 영상 촬영 방법의 동작 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임의 리드아웃을 위한 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.
도 9는, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임의 순차적인 리드아웃을 위한 한 픽셀의 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임을 순차적으로 리드아웃하기 위한 전체 픽셀의 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임의 변형적인 리드아웃을 위한 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임을 변형적으로 리드아웃하기 위한 전체 픽셀의 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어(hardware)적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor))를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 문서의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS, global navigation satellite system), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

도 1은, 본 발명이 적용되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치를 포함하는 네트워크 환경을 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하여, 다양한 실시 예들에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 전자 장치(101)은 버스(bus) (110), 프로세서(processor)(120), 메모리(memory) (130), 입출력 인터페이스(input/output interface) (150), 디스플레이(display) (160), 및 통신 인터페이스(communication interface) (170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치 (101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다.

버스(110)은, 예를 들면, 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.

프로세서(120)은, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.

메모리(130)은, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)은, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령(command) 또는 데이터(data)를 저장할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 메모리(130)은 소프트웨어(software) 및/또는 프로그램(program)(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(kernel) (141), 미들웨어(middleware)(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API))(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템(operating system(OS))으로 지칭될 수 있다.

커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어 143, API 145, 또는 어플리케이션 프로그램147)에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스 110, 프로세서 120, 또는 메모리 130 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.

미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다.

또한 미들웨어(143)은 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어 (143)은 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스 110, 프로세서 120, 또는 메모리 130 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여할 수 있다. 예컨대, 미들웨어(143)는 상기 적어도 하나에 부여된 우선 순위에 따라 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리함으로써, 상기 하나 이상의 작업 요청들에 대한 스케쥴링(scheduling) 또는 로드 밸런싱(load balancing) 등을 수행할 수 있다.

API(145)는, 예를 들면, 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어 (143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어(file control), 창 제어(window control), 영상 처리(image processing), 또는 문자 제어(character control) 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(function)(예: 명령어)를 포함할 수 있다.

입출력 인터페이스(150)은, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스(150)은 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.

디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(liquid crystal display(LCD)), 발광 다이오드(light-emitting diode(LED)) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode(OLED)) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems(MEMS)) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트(text), 이미지(image), 비디오(video), 아이콘(icon), 또는 심볼(symbol) 등)을 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린(touch screen)을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치(touch), 제스처(gesture), 근접(proximity), 또는 호버링(hovering) 입력을 수신할 수 있다.

통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제1 외부 전자 장치(102), 제2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)은 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제2 외부 전자 장치 104 또는 서버 106)와 통신할 수 있다.

무선 통신은, 예를 들면, 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면, LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(global system for mobile communications) 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 또한, 무선 통신은, 예를 들면, 근거리 통신(164)을 포함할 수 있다. 근거리 통신(164)은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(near field communication), 또는 GNSS(global navigation satellite system) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. GNSS는 사용 지역 또는 대역폭 등에 따라, 예를 들면, GPS(global positioning system), Glonass(global navigation satellite system), Beidou Navigation satellite system(이하, “Beidou”) 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 본 문서에서는, “GPS”는 “GNSS”와 혼용되어 사용(interchangeably used)될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard 232), 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 통신 네트워크(telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 네트워크(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제1 및 제2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)과 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 서버(106)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102,104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치 102, 104, 또는 서버 106)에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치102, 104, 또는 서버 106)는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(1010)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅(cloud computing), 분산 컴퓨팅(distributed computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅(client-server computing) 기술이 이용될 수 있다.

도 2는, 본 발명이 적용되는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도이다.

전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP(application processor))(210), 통신 모듈(220), 가입자 식별 모듈(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298)를 포함할 수 있다.

프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 어플리케이션 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip)로 구현될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈 221)를 포함할 수도 있다. 프로세서(210)은 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.

통신 모듈(220)은, 도 1의 통신 인터페이스(170)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227)(예: GPS 모듈, Glonass 모듈, Beidou 모듈, 또는 Galileo 모듈), NFC 모듈(228) 및 RF(radio frequency) 모듈(229)을 포함할 수 있다.

셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신 네트워크를 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM(subscriber identification module) 카드)(224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)이 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor)를 포함할 수 있다.

WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.

RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier), 또는 안테나(antenna) 등을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.

가입자 식별 모듈(224)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM(embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.

메모리(230)(예: 메모리 130)은, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(volatile memory)(예: DRAM(dynamic RAM(random access memory)), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM(read only memory)), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

외장 메모리(234)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), MMC(MultiMediaCard) 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.

센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(gesture sensor)(240A), 자이로 센서(gyro sensor)(240B), 기압 센서(barometer)(240C), 마그네틱 센서(magnetic sensor)(240D), 가속도 센서(acceleration sensor)(240E), 그립 센서(grip sensor)(240F), 근접 센서(proximity sensor)(240G), 컬러 센서(color sensor)(240H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(medical sensor)(240I), 온/습도 센서(temperature-humidity sensor)(240J), 조도 센서(illuminance sensor)(240K), 또는 UV(ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively), 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서(iris scan sensor) 및/또는 지문 센서(finger scan sensor)를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(201)은 프로세서(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.

입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(touch panel)(252), (디지털) 펜 센서(pen sensor)(254), 키(key)(256), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.

(디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트(sheet)를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드(keypad)를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 마이크(예: 마이크 288)를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.

디스플레이(260)(예: 디스플레이 160)는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 도 1의 디스플레이(160)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린(screen)에 빛을 투사하여 영상을 디스플레이 할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 디스플레이(260)는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(high-definition multimedia interface)(272), USB(universal serial bus)(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally and alternatively), 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure digital) 카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리(sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(150)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.

카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시 예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래시(flash)(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 배터리(296) 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)은, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.

인디케이터(297)는 전자 장치(201) 또는 그 일부(예: 프로세서 210)의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 디스플레이 할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동(vibration), 또는 햅틱(haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전자 장치(201)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(MediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.

본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명이 적용되는 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.

한 실시 예에 따르면, 프로그램 모듈(310)(예: 프로그램 140)은 전자 장치(예: 전자 장치 101)에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제(operating system(OS)) 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램 147)을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, 안드로이드(android), iOS, 윈도우즈(windows), 심비안(symbian), 타이젠(tizen), 또는 바다(bada) 등이 될 수 있다.

프로그램 모듈(310)은 커널(320), 미들웨어(330), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface (API))(360), 및/또는 어플리케이션(370)을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드(preload) 되거나, 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 서버 106 등)로부터 다운로드(download) 가능하다.

커널(320)(예: 커널 141)은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(321) 및/또는 디바이스 드라이버(323)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(321)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수 등을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(321)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부 등을 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(323)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WiFi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다.

미들웨어(330)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(370)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 API(360)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(370)으로 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 미들웨어(330)(예: 미들웨어 143)은 런타임 라이브러리(335), 어플리케이션 매니저(application manager)(341), 윈도우 매니저(window manager)(342), 멀티미디어 매니저(multimedia manager)(343), 리소스 매니저(resource manager)(344), 파워 매니저(power manager)(345), 데이터베이스 매니저(database manager)(346), 패키지 매니저(package manager)(347), 연결 매니저(connectivity manager)(348), 통지 매니저(notification manager)(349), 위치 매니저(location manager)(350), 그래픽 매니저(graphic manager)(351), 또는 보안 매니저(security manager)(352) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

런타임 라이브러리(335)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(335)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수에 대한 기능 등을 수행할 수 있다.

어플리케이션 매니저(341)는, 예를 들면, 어플리케이션(370) 중 적어도 하나의 어플리케이션의 생명 주기(life cycle)를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(342)는 화면에서 사용하는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저(343)는 다양한 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷(format)을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱(codec)을 이용하여 미디어 파일의 인코딩(encoding) 또는 디코딩(decoding)을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(344)는 어플리케이션(370) 중 적어도 어느 하나의 어플리케이션의 소스 코드, 메모리 또는 저장 공간 등의 자원을 관리할 수 있다.

파워 매니저(345)는, 예를 들면, 바이오스(BIOS: basic input/output system) 등과 함께 동작하여 배터리(battery) 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보 등을 제공할 수 있다. 데이터베이스 매니저(346)는 어플리케이션(370) 중 적어도 하나의 어플리케이션에서 사용할 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(347)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 업데이트를 관리할 수 있다.

연결 매니저(348)는, 예를 들면, WiFi 또는 블루투스 등의 무선 연결을 관리할 수 있다. 통지 매니저(349)는 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 사건(event)을 사용자에게 방해되지 않는 방식으로 디스플레이 또는 통지할 수 있다. 위치 매니저(350)는 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(351)는 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(352)는 시스템 보안 또는 사용자 인증 등에 필요한 제반 보안 기능을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치 101)가 전화 기능을 포함한 경우, 미들웨어(330)는 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화 매니저(telephony manager)를 더 포함할 수 있다.

미들웨어(330)는 전술한 구성요소들의 다양한 기능의 조합을 형성하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 미들웨어(330)는 차별화된 기능을 제공하기 위해 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 미들웨어(330)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다.

API(360)(예: API 145)는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼(platform) 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠(tizen)의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.

어플리케이션(370)(예: 어플리케이션 프로그램 147)은, 예를 들면, 홈(371), 다이얼러(372), SMS/MMS(373), IM(instant message)(374), 브라우저(375), 카메라(376), 알람(377), 컨택트(378), 음성 다이얼(379), 이메일(380), 달력(381), 미디어 플레이어(382), 앨범(383), 시계(384), 건강 관리(health care)(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보 제공(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보 등을 제공) 등의 기능을 수행할 수 있는 하나 이상의 어플리케이션을 포함할 수 있다.

한 실시 예에 따르면, 어플리케이션(370)은 전자 장치(예: 전자 장치 101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104)) 사이의 정보 교환을 지원하는 어플리케이션(이하, 설명의 편의 상, "정보 교환 어플리케이션")을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 어플리케이션, 또는 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 어플리케이션을 포함할 수 있다.

예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 전자 장치의 다른 어플리케이션(예: SMS/MMS 어플리케이션, 이메일 어플리케이션, 건강 관리 어플리케이션, 또는 환경 정보 어플리케이션 등)에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 알림 전달 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다.

장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))의 적어도 하나의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴-온(turn-on)/턴-오프(turn-off) 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션 또는 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스(예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스 등)를 관리(예: 설치, 삭제, 또는 업데이트)할 수 있다.

한 실시 예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))의 속성)에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션 등)을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치(예: 서버 106 또는 전자 장치(102, 104))로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 어플리케이션(370)은 프리로드 어플리케이션(preloaded application) 또는 서버로부터 다운로드 가능한 제3자 어플리케이션(third party application)을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에 따른 프로그램 모듈(310)의 구성요소들의 명칭은 운영 체제의 종류에 따라서 달라질 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어(firmware), 하드웨어, 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서(예: 프로세서 210)에 의해 구현(implement)(예: 실행)될 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서 120)에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는, 예를 들면, 메모리(130)이 될 수 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.

다양한 실시 예들에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다. 그리고 본 문서에 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

제안하는 본 발명의 다양한 실시 예들은 벤디드 디스플레이를 갖는(예: 듀얼 에지(edge)가 적용된) 전자 장치에서 전면(front)의 메인 영역(main area)을 통해 표준 해상도(예: 16:9)를 디스플레이 시키면서 좌우 에지 부분(예: 측면(side)의 서브 영역(sub area))을 통해 추가적인 이미지(예: 가상 이미지)를 디스플레이 하여 화면을 크게(예: 16:10, 16:11 등) 보이도록 하고, 또한 베젤 영역을 최소한으로 보이게 할 수 있는 디스플레이 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 장치는 디스플레이 기능을 지원하는 모든 정보통신기기, 멀티미디어기기, 웨어러블 장치(wearable device) 및 그에 대한 응용기기와 같이 AP(application processor)), CP(communication processor), GPU(graphic processing unit), 및 CPU(central processing unit) 등의 다양한 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 사용하는 모든 장치를 포함할 수 있다.

이하에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 방법 및 장치에 대하여 살펴보기로 한다. 하지만, 본 발명의 다양한 실시 예들이 하기에서 기술하는 내용에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니므로, 하기의 실시 예에 의거하여 다양한 실시 예들에 적용할 수 있음에 유의하여야 한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 발명의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 발명의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 영상 촬영 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 상기 영상 촬영 장치는, 예를 들어, 스마트 폰, PC, 감시용 카메라, 그리고 의료용 카메라 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 포함되거나, 하나의 독립된 전자 장치로 사용될 수 있다.

도 4는, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 영상 촬영 장치의 블록도이다. 도 4를 참조하면, 상기 영상 촬영 장치 400은, 이미지 센서부 410와 디지털 이미지 프로세서부 420 등을 포함할 수 있다.

상기 이미지 센서부 410은, 이미지 센서(Image Sensor) 411, 로우 드라이버 (Row Driver) 412, 아날로그/디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Convertor) 413, 그리고 씨디에스(CDS: Correlated Doubled Sampling) 414 등을 포함할 수 있고, 하나의 칩(chip)으로 집적화될 수 있다.

상기 디지털 이미지 프로세서부 420은, 디지털 이미지 프로세서(Digital Image Processor) 421, 컨트롤러(Controller) 422, 그리고 메모리(Memory) 423 등을 포함할 수 있고, 하나의 칩으로 집적화될 수 있다.

상기 이미지 센서 411은, 씨모스 이미지 센서일 수 있고, 상기 로우 드라이버 412는, 글로벌 셔터 방식을 사용하여, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 각 픽셀들에 의해 변환된 전기 신호를 정해진 순서의 열 단위로 리드아웃 하거나, 또는 제어 신호에 따라 변경된 순서의 열 단위로 리드아웃 할 수 있다.

상기 아날로그/디지털 컨버터 413은, 상기 씨모스 이미지 센서 411에서 리드아웃 되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 씨디에스 414는, 상기 변환된 디지털 신호에서 노이즈 성분을 제거하는 샘플링 동작을 수행할 수 있다.

상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 이미지 센서부 410에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 디지털 이미지로 처리하는 동작을 수행하고, 상기 컨트롤러 422는, 상기 디지털 이미지 프로세서 421 및 메모리 423와 기능적으로 연동될 수 있으며, 상기 로우 드라이버 412의 글로벌 셔터 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 상기 컨트롤러 422는, 상기 디지털 이미지 프로세서 421 내에 포함될 수 있다.

도 5는, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 각 픽셀에 대한 회로도이다. 도 5를 참조하면, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 각 픽셀 500은, 포토 다이오드(Photo Diode, 이하 PD 라고 함) 501, 스토리지 다이오드(Storage Diode, 이하 SD 라고 함) 502, 플로팅 확산 캐패시터(Floating Diffusion Capacitor, 이하 FD 라고 함) 503, 제1 리셋 트랜지스터(Reset Transistor 1, 이하 RST1 이라고 함) 504, 제2 리셋 트랜지스터(Reset Transistor 2, 이하 RST2 라고 함) 505, 제1 전송 트랜지스터(Transmit Transistor 1, 이하 TX1 이라고 함) 506, 제2 전송 트랜지스터(Transmit Transistor 2, 이하 TX2 이라고 함) 507, 그리고 선택 트랜지스터(Select Transistor, 이하 SEL 이라고 함) 508 등을 포함할 수 있다.

상기 포토 다이오드 501은, 노출 상태로 설치되며, 입사되는 광 신호를 전기 신호로 변환하여, 상기 스토리지 다이오드 502로 출력하고, 상기 스토리지 다이오드 502는, 차폐 상태로 설치되며, 상기 전기 신호를 수신하여 저장할 수 있다.

상기 플로팅 확산 캐패시터 503은, 상기 스토리지 다이오드 502에 저장된 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 예를 들어, 발열 등과 같은 소자 고유의 특성에 의해 발생하는 예측 가능한 노이즈 성분을 용이하게 제거할 수 있다. 상기 다수의 트랜지스터들 504~508은, 상기 로우 드라이버 412의 글로벌 셔터 방식에 의해 인가되는 제어 신호에 따라 선택적으로 온/오프 될 수 있다.

상기 스토리지 다이오드 502는, 차폐 상태이지만, 상기 포토 다이오드 501와의 연결 통로인 게이트는, 차폐 상태가 아니기 때문에, 광원 등과 같은 고휘도 피사체에 의한 발광 또는 반사광이, 상기 게이트를 통해 상기 스토리지 다이오드 502로 유입되는 누광 현상이 발생할 수 있다.

상기 광원 등과 같은 고휘도 피사체를 촬영하는 경우, 상기 포토 다이오드 501에 의해 변환되는 전기 신호가 급증하여 오버플로우 되기 때문에, 상기 전기 신호가 비정상적으로 상기 스토리지 다이오드 502로 유입되는 누광 현상이 발생할 수 있다.

상기 광원 등과 같은 고휘도 피사체가, 촬영 이미지 내에서 이동하는 경우, 디스플레이 화면 상에 표시되는 고휘도 휘도 피사체의 형상이 왜곡 및 번지는 블루밍 현상 등이 발생하여, 상기 촬영 이미지의 화질 저하가 두드러지게 나타날 수 있다.

도 6은, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 화면에 나타나는 블루밍 현상을 예시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 예를 들어, 스마트 폰 600의 영상 촬영 장치 610가, 광원 등과 같은 고휘도 피사체를 촬영하는 경우, 상기 스마트 폰 600의 디스플레이 화면 620 상에는, 상기 고휘도 피사체 630의 형상이, 왜곡 및 번지는 블루밍 현상 등이 발생할 수 있다.

상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 블루밍 현상 등에 의해 촬영 이미지의 화질이 저하되는 것을 최소화하기 위하여, 이미지 보상(image compensation) 처리 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 이미지 보상 처리 동작은, 다양한 여러 방식의 공지 기술들이 적용될 수 있다.

예를 들어, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 촬영 이미지의 프레임 전체 영역을 스캔(scan)하여, 휘도 레벨이 비정상적으로 높은 특정 영역이 검출되면, 상기 특정 영역에 고휘도 피사체가 존재한다고 판별하고, 상기 특정 영역의 휘도 레벨을, 주변 영역의 휘도 레벨과 유사하도록 감소시키는 등의 다양한 여러 방식의 이미지 보상 처리 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 영상 촬영 장치 및 방법은, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서부터 최 하단까지 열 단위의 리드아웃 동작을 순차적으로 수행하여 하나의 프레임을 리드아웃 하되, 촬영 이미지 내에 고휘도 피사체가 존재하는 경우, 상기 촬영 이미지 내에 존재하는 고휘도 피사체의 위치와 이동 방향 중 적어도 어느 하나 이상에 기반하여, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 임의로 다양하게 변경할 수 있다.

예를 들어, 고휘도 피사체가 존재하는 위치와 이동 방향 중 적어도 어느 하나 이상에 매칭되는 스토리지 다이오드 SD의 리드아웃 동작을 우선적으로 수행하여, 누광 현상에 의한 화질 저하를 최소화할 수 있다.

구체적으로, 상기 고휘도 피사체에 의해 누광 현상이 발생한 스토리지 다이오드 SD와, 상기 고휘도 피사체의 이동에 의해 누광 현상이 발생할 것으로 예측되는 스토리지 다이오드 SD에 대한 리드아웃 동작을 우선적으로 수행하여, 누광 현상에 의한 화질 저하를 최소화할 수 있다.

도 7은, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 영상 촬영 방법의 동작 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 동작 701에서, 상기 영상 촬영 장치는, 예를 들어, 스마트 폰 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 포함될 수 있다. 상기 스마트 폰에 프리뷰 모드가 설정되면, 상기 영상 촬영 장치는, 실시간으로 피사체를 촬영하여 디스플레이 화면 상에 촬영 이미지를 표시하는 프리뷰 모드의 영상 촬영 동작을 수행할 수 있다.

동작 702에서, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 씨모스 이미지 센서 411에서 리드아웃 되는 프레임에 대한 이미지 처리 동작을 수행함과 아울러, 상기 프레임에 대응되는 촬영 이미지를 스캔하여 분석할 수 있고, 동작 703에서, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 촬영 이미지 내에 고휘도 피사체가 존재하는 지를 검출할 수 있다.

여기서, 상기 고휘도 피사체를 검출하는 방식은, 다양한 여러 방식의 공지기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 촬영 이미지의 전체 영역을 스캔하여, 휘도 레벨이 비정상적으로 높은 특정 영역이 검출되면, 상기 특정 영역에 고휘도 피사체가 존재한다고 판별할 수 있다.

동작 704에서, 상기 촬영 이미지 내에 고휘도 피사체가 존재하지 않는 경우, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 로우 드라이버 412와 기능적으로 연동하여 노멀(normal) 모드를 설정하고, 상기 로우 드라이버 412는, 글로벌 셔터 방식을 사용하여, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서부터 최 하단까지 각 픽셀들을 열 단위의 순차적인 리드아웃을 수행함으로써, 상기 디지털 이미지 프로세서 421로 프레임을 출력할 수 있다.

동작 705에서, 상기 촬영 이미지 내에 고휘도 피사체가 존재하는 경우, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 로우 드라이버 412와 기능적으로 연동하여, 본 발명의 다양한 실시 예에서 새롭게 정의하는 누광 모드를 설정할 수 있다. 여기서, 상기 노멀 모드와 상기 누광 모드는, 서로 구별하기 위해 임의로 지칭하는 명칭이다. 상기 누광 모드는 상기 광원 등과 같은 고휘도 피사체의 촬영으로 발생하는 누광 현상을 보상하기 위한 동작 모드임을 의미하는 명칭으로서, 임의의 다른 명칭으로 다양하게 일컬어질 수 있다.

동작 706에서, 상기 누광 모드가 설정되면, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 촬영 이미지 내에 존재하는 고휘도 피사체의 위치와 이동 방향 중 적어도 어느 하나 이상을 검출할 수 있다. 여기서, 상기 고휘도 피사체의 위치는, 촬영 이미지 내에서, 휘도 레벨이 비정상적으로 높은 특정 영역으로 검출될 수 있고, 상기 고휘도 피사체의 이동 방향은, 상기 검출된 고휘도 피사체의 위치가 실시간으로 촬영되는 각각의 촬영 이미지들 내에서 변경되는 것을 추적함으로써 검출될 수 있다.

동작 707에서, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 검출된 고휘도 피사체의 위치와 이동 방향 중 적어도 어느 하나 이상에 기반하여, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 임의로 다양하게 변경할 수 있다.

예를 들어, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 고휘도 피사체에 의해 누광 현상이 발생한 픽셀의 스토리지 다이오드 SD와, 상기 고휘도 피사체의 이동에 의해 누광 현상이 발생할 것으로 예측되는 픽셀의 스토리지 다이오드 SD에 대한 리드아웃 동작이 우선적으로 수행되도록, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 임의로 변경할 수 있다.

동작 708에서, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 로우 드라이버 412와 기능적으로 연동하고, 상기 로우 드라이버 412는, 상기 변경된 열 단위의 순서로 상기 씨모스 이미지 센서 411의 리드아웃 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 고휘도 피사체가, 촬영 이미지의 하단 부분에 위치하고, 아래 방향으로 이동하는 경우, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 동작이, 상기 하단 부분에서 아래 방향으로 먼저 수행되도록 하고, 이후, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 동작이, 최 상단 부분에서 상기 하단 부분까지 이어서 수행되도록 함으로써, 상기 고휘도 피사체에 의해 발생한 노이즈의 누광 성분이, 상기 스토리지 다이오드 SD 내에 장시간 저장되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 변경된 순서의 리드아웃 동작에 상응하여 변경된 순서로 입력되는 열 단위의 전기 신호들을 임시 저장한 후, 정상적인 하나의 프레임으로 다시 조합하여, 이미지 신호 처리 동작을 수행할 수 있다.

동작 709에서, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 촬영 종료가 요청될 때까지 상기와 같은 동작들을 반복적으로 수행할 수 있다. 여기서, 상기 디지털 이미지 프로세서 421가 수행하는 동작 중 일부는, 상기 컨트롤러 422가 대신 수행할 수 있으며, 상기 컨트롤러 422는 상기 디지털 이미지 프로세서 421와 연동되거나, 상기 디지털 이미지 프로세서 421 내에 포함될 수 있다.

도 8은, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임의 순차적인 리드아웃을 위한 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.

도 8을 참조하면, 상기 씨모스 이미지 센서 411로부터 하나의 프레임을 순차적으로 리드아웃하기 위해서는, 소정의 제1 시간으로 정해진 노광 시간 801이 유지되어야 하고, 이후, 소정의 제2 시간으로 정해진 열(row) 단위 별 리드아웃 시간 802이 유지되어야 한다.

상기 제1 시간의 노광 시간 801은, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 각 픽셀들이, 입사되는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 노광 시작 시점에서부터 노광 끝 시점까지의 소요 시간으로 정해질 수 있다.

상기 제2 시간의 열 단위 별 리드아웃 시간 802는, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서부터 최 하단까지 각 픽셀들을 정해진 순서의 열(row) 단위로 리드아웃 하기까지의 소요 시간으로 정해질 수 있다.

예를 들어, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에 배열된 제1 열의 각 픽셀들을 리드아웃하고, 다음에 배열된 제2 열의 각 픽셀들을 리드아웃하는 순차적인 열 단위의 리드아웃 방식을 적용하여, 최 하단에 배열된 마지막 열의 각 픽셀들을 리드아웃하기 때문에, 상기 열 단위 별 리드아웃 시간은, 도 8에 도시한 바와 같이, 점차 감소하는 기울기의 그래프로 표현될 수 있다.

여기서, 상기 제2 시간의 열 단위 별 리드아웃 시간 802는, 라인 별 리드아웃 시간으로 일컬어질 수 있으며, 상기 제1 시간의 노광 시간 801 보다 상대적으로 매우 짧은 시간으로 정해질 수 있다.

도 9는, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임의 순차적인 리드아웃을 위한 한 픽셀의 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.

도 10은, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임을 순차적으로 리드아웃하기 위한 전체 픽셀의 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.

도 5를 참조로 전술한 바와 같이, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 각 픽셀은, 포토 다이오드 501, 스토리지 다이오드 502, 플로팅 확산 캐패시터 503, 제1 리셋 트랜지스터 504, 제2 리셋 트랜지스터 505, 제1 전송 트랜지스터 506, 제2 전송 트랜지스터 507, 그리고 선택 트랜지스터 508 등을 포함할 수 있다. 상기 다수의 트랜지스터들은, 상기 로우 드라이버 412의 글로벌 셔터 방식에 의해 인가되는 제어 신호에 따라 선택적으로 온/오프 될 수 있다.

도 9를 참조하면, 상기 제1 리셋 트랜지스터 901은, 사전에 정해진 주기로 온/오프 S1 되어, 상기 픽셀을 초기화할 수 있고, 상기 포토 다이오드 PD는, 상기 초기화 이후 입사되는 광 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다.

상기 제1 전송 트랜지스터 902는, 사전에 정해진 노광 끝 시점이 되면, 온/오프 S2 되어, 상기 포토 다이오드 PD에 의해 변환된 전기 신호가 상기 스토리지 다이오드 SD에 전송되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 제1 전송 트랜지스터 902가 온/오프 S2 되기 직전에, 상기 제2 전송 트랜지스터 903와 상기 제2 리셋 트랜지스터 904가, 먼저 온/오프 S3, S4 되어, 상기 스토리지 다이오드 SD에 저장된 노이즈 성분 등을 미리 제거할 수 있다.

예를 들어, 상기 포토 다이오드 PD의 전기 신호가, 상기 스토리지 다이오드 SD로 전송되기 이전에, 상기 스토리지 다이오드 SD에는, 발열 등에 의한 노이즈 성분이 저장되어 있을 수 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제1 전송 트랜지스터 902가 온/오프 S2 되기 직전에, 상기 제2 전송 트랜지스터 903와 상기 제2 리셋 트랜지스터 904가 먼저 온/오프 S3, S4 되면, 상기 스토리지 다이오드 SD의 노이즈 성분을, 상기 플로팅 확산 캐패시터로 전송하여 제거할 수 있다.

상기 포토 다이오드 PD의 전기 신호가, 상기 스토리지 다이오드 SD로 전송된 후, 상기 제2 전송 트랜지스터 903와 상기 선택 트랜지스터 905가 온/오프 S5, S6되어, 상기 스토리지 다이오드 SD에 저장된 전기 신호를, 상기 플로팅 확산 캐패시터를 거쳐 리드아웃 할 수 있다.

여기서, 상기 선택 트랜지스터 905의 온 구간 S5는, 상기 제2 전송 트랜지스터 903의 온 구간 S6을 포함하는 상대적으로 넓은 구간이고, 상기 제2 전송 트랜지스터 903와 상기 선택 트랜지스터 905가 온/오프 S5, S6되는 시점은, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 각 열 단위에 적용되는 것으로, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서부터 최 하단까지 각 픽셀들을 정해진 순서의 열(row) 단위로 순차적인 리드아웃을 위해, 각 열 단위 별로, 상기 제2 전송 트랜지스터 903와 상기 선택 트랜지스터 905가 온/오프 S5, S6되는 시점이 각기 다르게 설정될 수 있다.

예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서 최 하단으로 내려 가면서 열 단위로 순차적인 리드아웃을 수행하기 위하여, 상기 제2 전송 트랜지스터 902와 상기 선택 트랜지스터 905가 온/오프 S5, S6되는 시점은, 좌측에서 우측으로 점차 시프트 되는 형상의 그래프로 표현될 수 있다.

따라서, 하나의 프레임을 순차적으로 리드아웃 하기 위해서는, 소정의 노광 시간 1000이 필요하고, 이후 좌측에서 우측으로 점차 시프트 되는 열 단위 별 리드아웃 시간 1001이 필요하다.

도 11은, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임의 변형적인 리드아웃을 위한 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.

상기 프레임의 변형적인 리드아웃은, 예를 들어, 광원 등과 같은 고휘도 피사체를 촬영하는 경우, 상기 고휘도 피사체에 의해 누광 현상이 발생하는 스토리지 다이오드 SD를 우선적으로 리드아웃하기 위해, 임의로 순서로 다양하게 변경될 수 있다.

도 11을 참조하면, 예를 들어, 상기 고휘도 피사체가, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에 존재하고, 아래 방향으로 점차 이동하는 경우, 상기 디지털 이미지 프로세서 421은, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서 최 하단까지의 열 단위의 리드아웃을, 제1 리드아웃 순서 1102로 결정하고, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서 상기 중간 위치까지의 열 단위의 리드아웃을, 제2 리드아웃 순서 1103로 결정할 수 있다.

상기 로우 드라이버 412는, 상기 디지털 이미지 프로세서 421에 의해 결정된 제1 리드아웃 순서 1102에 따라, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서 최 하단까지의 제1 리드아웃 동작을 우선적으로 수행하고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단 위치에서 상기 중간 위치까지의 제2 리드아웃 동작을 이어서 수행할 수 있다.

여기서, 상기 제1 리드아웃 동작에 의한 제1 출력은, 상기 디지털 이미지 센서 421에 의해 임시 저장되고, 이후 상기 제2 리드아웃 동작에 의한 제2 출력은, 상기 임시 저장된 제1 출력과 조합되어, 정상적인 하나의 프레임으로 구성될 수 있다.

상기 씨모스 이미지 센서 411의 프레임의 변형적인 리드아웃을 정상적으로 수행하기 위해서는, 소정의 제1 시간으로 정해진 노광 시간 1101이 유지되어야 하고, 이후, 임의로 결정된 제1 리드아웃 시간 1102과 제2 리드아웃 시간 1103이 유지되어야 한다.

상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서 최 하단까지의 제1 리드아웃 동작을 우선적으로 수행하고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단 위치에서 상기 중간 위치까지의 제2 리드아웃 동작을 이어서 수행하는 경우, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 제1 리드아웃 시간 1102과 제2 리드아웃 시간 1103은, 서로 불연속적으로 각각 점차 감소하는 기울기의 그래프들로 구분되어 표현될 수 있다.

여기서, 상기 제1 리드아웃 시간 1102과 제2 리드아웃 시간 1103의 합은, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서부터 최 하단까지 각 픽셀들을 정해진 순서의 열(row) 단위로 리드아웃 하기까지의 소요 시간과 동일한 시간일 수 있고, 상기 제1 시간의 노광 시간 보다 상대적으로 매우 짧은 시간으로 정해질 수 있다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서의 프레임을 변형적으로 리드아웃하기 위한 전체 픽셀의 노광 및 리드아웃의 타이밍 그래프이다.

도 12를 참조하면, 예를 들어, 광원 등과 같은 고휘도 피사체가, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에 존재하고, 아래 방향으로 이동하는 경우, 상기 로우 드라이버 412는, 상기 디지털 이미지 센서 또는 상기 디지털 이미지 센서와 연동하는 컨트롤러 422의 제어에 따라, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서부터 최 하단까지 열 단위의 제1 리드아웃(예: 도 12의 R1)을 우선적으로 수행하고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서부터 상기 중간 위치까지 열 단위의 제2 리드아웃(예: 도 12의 R2)을 이어서 수행할 수 있다.

이에 따라, 도 12에 도시한 바와 같이, 소정의 제1 시간 동안 노광 시간 1200이 유지되고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서 최 하단까지의 열 단위에 해당하는 각 픽셀들의 제2 전송 트랜지스터 TX2와 선택 트랜지스터 SEL가 온/오프 S5, S6되는 시점이, 좌측 중간에서 우측 하단으로 점차 감소하는 형상의 그래프(예: 도 12의 A)로 표현될 수 있다.

이어서, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 상단에서 중간 위치까지의 열 단위에 해당하는 각 픽셀들의 제2 전송 트랜지스터 TX2와 선택 트랜지스터 SEL가 온/오프 S5, S6되는 시점이, 중간 상단에서 우측 중간으로 점차 감소하는 형상의 그래프(예: 도 12의 B)로 표현될 수 있다.

도 13을 참조하면, 예를 들어, 광원 등과 같은 고휘도 피사체가, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에 존재하고, 아래 방향으로 이동하는 경우, 상기 로우 드라이버 412는, 상기 디지털 이미지 센서 또는 상기 디지털 이미지 센서와 연동하는 컨트롤러 422의 제어에 따라, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 하단에서부터 최 상단까지 열 단위의 리드아웃(예: 도 13의 R3)을 할 수 있다.

이에 따라, 도 13에 도시한 바와 같이, 소정의 제1 시간 동안 노광 시간 1300이 유지되고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 하단에서 최 상단까지의 열 단위에 해당하는 각 픽셀들의 제2 전송 트랜지스터 TX2와 선택 트랜지스터 SEL가 온/오프 S5, S6되는 시점이, 좌측 하단에서 우측 상단으로 점차 증가하는 형상의 그래프(예: 도 13의 C)로 표현될 수 있다.

도 14를 참조하면, 예를 들어, 광원 등과 같은 고휘도 피사체가, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에 존재하되, 위 방향으로 이동하는 경우, 상기 로우 드라이버 412는, 상기 디지털 이미지 센서 또는 상기 디지털 이미지 센서와 연동하는 컨트롤러 422의 제어에 따라, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서부터 최 상단까지 열 단위의 제1 리드아웃(예: 도 14의 R4)을 우선적으로 수행하고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서부터 최 하단까지 열 단위의 제2 리드아웃(예: 도 14의 R5)을 이어서 수행할 수 있다.

이에 따라, 도 14에 도시한 바와 같이, 소정의 제1 시간 동안 노광 시간 1400이 유지되고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서 최 상단까지의 열 단위에 해당하는 각 픽셀들의 제2 전송 트랜지스터 TX2와 선택 트랜지스터 SEL가 온/오프 S5, S6되는 시점이, 좌측 중간에서 우측 상단으로 점차 증가하는 형상의 그래프(예: 도 14의 D)로 표현될 수 있다.

이어서, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서 최 하단까지의 열 단위에 해당하는 각 픽셀들의 제2 전송 트랜지스터 TX2와 선택 트랜지스터 SEL가 온/오프 S5, S6되는 시점이, 중간 중단에서 우측 하단으로 점차 감소하는 형상의 그래프(예: 도 14의 E)로 표현될 수 있다.

도 15를 참조하면, 예를 들어, 광원 등과 같은 고휘도 피사체가, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에 존재하되, 위 방향으로 이동하는 경우, 상기 로우 드라이버 412는, 상기 디지털 이미지 센서 또는 상기 디지털 이미지 센서와 연동하는 컨트롤러 422의 제어에 따라, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서부터 최 상단까지 열 단위의 제1 리드아웃(예: 도 15의 R6)을 우선적으로 수행하고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 하단에서부터 중간 위치까지 열 단위의 제2 리드아웃(예: 도 15의 R7)을 이어서 수행할 수 있다.

이에 따라, 도 15에 도시한 바와 같이, 소정의 제1 시간 동안 노광 시간 1500이 유지되고, 이후, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에서 최 상단까지의 열 단위에 해당하는 제2 전송 트랜지스터 TX2와 선택 트랜지스터 SEL가 온/오프 S5, S6되는 시점이, 좌측 중간에서 우측 상단으로 점차 증가하는 형상의 그래프(예: 도 15의 F)로 표현될 수 있다.

이어서, 상기 씨모스 이미지 센서 411의 최 하단에서 중간 위치까지의 열 단위에 해당하는 각 픽셀들의 제2 전송 트랜지스터 TX2와 선택 트랜지스터 SEL가 온/오프 S5, S6되는 시점이, 중간 하단에서 우측 중단으로 점차 증가하는 형상의 그래프(예: 도 15의 G)로 표현될 수 있다.

여기서, 도 12 내지 도 15의 실시예들은, 상기 고휘도 피사체가 상기 씨모스 이미지 센서 411의 중간 위치에 존재하되, 이동 방향이 아래 방향 또는 위 방향으로 이동하는 경우에 대해 각각 예시한 것이나, 상기 변형적인 리드아웃 순서는, 상기 고휘도 피사체의 위치와 이동 방향 중 적어도 어느 하나 이상에 기반하여, 보다 다양하게 임의로 변경될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

400: 영상 촬영 장치 410: 이미지 센서부
411: 이미지 센서 412: 로우 드라이버
413: 아날로그/디지털 컨버터 414: 씨디에스
420: 디지털 이미지 프로세서부, 421: 디지털 이미지 프로세서
422: 컨트롤러 423: 메모리

Claims

영상 촬영 장치에 있어서,
다수의 픽셀들이 배열된 이미지 센서;
상기 이미지 센서를 구동하여 프레임을 리드아웃하는 드라이버; 및
상기 프레임을 이미지 처리하는 디지털 이미지 프로세서를 포함하되,
상기 드라이버는, 상기 디지털 이미지 프로세서와 기능적으로 연동하여, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 변경하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 이미지 센서는, 씨모스 이미지 센서이고,
상기 드라이버는, 글로벌 셔터 방식을 사용하는 로우 드라이버인 장치.
제1항에 있어서,
상기 드라이버는, 상기 디지털 이미지 프로세서 또는 상기 디지털 이미지 프로세서와 연동하는 컨트롤러의 제어에 따라, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 변경하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 디지털 이미지 프로세서는, 상기 프레임 내에 존재하는 고휘도 피사체의 위치와 이동 방향 중 적어도 하나 이상에 기반하여, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 임의로 결정하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 디지털 이미지 프로세서는, 상기 이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들 중 고휘도 피사체에 의해 누광 현상이 발생하는 픽셀의 스토리지 다이오드를 우선적으로 리드아웃 하기 위해, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 임의로 결정하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 드라이버는, 상기 이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들을, 제1 리드아웃 순서와 제2 리드아웃 순서로 변경하여 구동하는 장치.
제6항에 있어서,
상기 디지털 이미지 프로세서는, 상기 제1 리드아웃 순서에 의한 이미지 센서의 제1 출력을 임시 저장하고, 이후, 상기 제2 리드아웃 순서에 의한 이미지 센서의 제2 출력을 상기 임시 저장된 제1 출력과 조합하여 하나의 프레임을 구성하는 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 리드아웃 순서는, 상기 이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들 중 고휘도 피사체에 의해 누광 현상이 발생하는 픽셀의 스토리지 다이오드를 우선적으로 리드아웃 하기 위해 결정되고,
상기 제2 리드아웃 순서는, 나머지 픽셀의 스토리지 다이오드를 이어서 리드아웃 하기 위해 결정되는 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 리드아웃 순서와 상기 제2 리드아웃 순서는, 서로 다른 열 단위의 시작 및 끝 위치로 각각 지정되되, 서로 동일한 리드아웃 방향 또는 서로 다른 리드아웃 방향으로 지정되는 장치.
제1항에 있어서,
상기 드라이버는, 상기 디지털 이미지 프로세서와 기능적으로 연동하여, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를, 상기 이미지 센서의 최 하단에서 최 상단까지의 열 단위로 변경하는 장치.
영상 촬영 방법에 있어서,
이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들을 노광하는 과정; 및
상기 이미지 센서를 구동하는 드라이버에 의해, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 변경하여 상기 이미지 센서의 프레임을 리드아웃하는 과정을 포함하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 이미지 센서는, 씨모스 이미지 센서이고,
상기 드라이버는, 글로벌 셔터 방식을 사용하는 로우 드라이버인 방법.
제11항에 있어서,
상기 리드아웃하는 과정은, 상기 드라이버가, 상기 프레임을 이미지 신호 처리하는 디지털 이미지 프로세서 또는 상기 디지털 이미지 프로세서와 연동하는 컨트롤러의 제어에 따라, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 변경하여 상기 이미지 센서의 프레임을 리드아웃하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 디지털 이미지 프로세서가, 상기 프레임 내에 존재하는 고휘도 피사체의 위치와 이동 방향 중 적어도 하나 이상에 기반하여, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 임의로 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 디지털 이미지 프로세서가, 상기 이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들 중 고휘도 피사체에 의해 누광 현상이 발생하는 픽셀의 스토리지 다이오드를 우선적으로 리드아웃 하기 위해, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 임의로 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 리드아웃하는 과정은, 상기 드라이버가 상기 이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들을, 제1 리드아웃 순서와 제2 리드아웃 순서로 변경하여 구동하는 과정을 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 리드아웃 순서에 의한 이미지 센서의 제1 출력을, 디지털 이미지 프로세서가 임시 저장하고, 이후, 상기 제2 리드아웃 순서에 의한 이미지 센서의 제2 출력을 상기 임시 저장된 제1 출력과 조합하여 하나의 프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 리드아웃 순서는, 상기 이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들 중 고휘도 피사체에 의해 누광 현상이 발생하는 픽셀의 스토리지 다이오드를 우선적으로 리드아웃 하기 위해 결정되고,
상기 제2 리드아웃 순서는, 나머지 픽셀의 스토리지 다이오드를 이어서 리드아웃 하기 위해 결정되는 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 리드아웃 순서와 상기 제2 리드아웃 순서는, 서로 다른 열 단위의 시작 및 끝 위치로 각각 지정되되, 서로 동일한 리드아웃 방향 또는 서로 다른 리드아웃 방향으로 지정되는 방법.
영상 촬영 방법에 있어서, 이미지 센서에 배열된 다수의 픽셀들을 노광하는 과정; 및 상기 이미지 센서를 구동하는 드라이버에 의해, 상기 이미지 센서의 열 단위의 리드아웃 순서를 변경하여 상기 이미지 센서의 프레임을 리드아웃하는 과정을 포함하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장매체.