KR20200069024A - 복수의 서브 픽셀들을 덮는 마이크로 렌즈를 통해 발생된 광의 경로 차에 의해 깊이 데이터를 생성하는 이미지 센서 및 그 이미지 센서를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

복수의 서브 픽셀들을 덮는 마이크로 렌즈를 통해 발생된 광의 경로 차에 의해 깊이 데이터를 생성하는 이미지 센서 및 그 이미지 센서를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 이미지 센서는, 컬러 필터로 덮인 제1 내지 제4 서브 픽셀들을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈; 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈; 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 포함하는 적어도 하나의 픽셀; 및 상기 적어도 하나의 픽셀과 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 적어도 하나의 픽셀을 이용하여, 외부 객체에 대한 광을 획득하고, 상기 제3 마이크로 렌즈를 통해 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 이용하여, 상기 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고, 상기 광과 관련하여 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득한 데이터를 처리하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하고, 상기 픽셀 데이터 및 상기 깊이 데이터를 외부 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시예가 가능하다.

Description

복수의 서브 픽셀들을 덮는 마이크로 렌즈를 통해 발생된 광의 경로 차에 의해 깊이 데이터를 생성하는 이미지 센서 및 그 이미지 센서를 포함하는 전자 장치{Image Sensor for generating Depth Data by a path difference of light generated through Micro Lens covering a plurality of sub-pixels and Electronic Device including the image sensor}
본 문서에서 개시되는 실시예들은, 이미지 센서를 이용하여 깊이 데이터를 생성하는 기술과 관련된다.
이미지 센서는 위상차 검출을 위한 픽셀들을 포함하고, 위상차 검출을 위한 픽셀들을 이용하여 위상차 정보를 생성할 수 있다. 종래 이미지 센서는 전체 픽셀 개수의 수 %(예: 1%)에 해당하는 픽셀을 위상차 검출을 위한 픽셀로 구성하고, 해당 픽셀을 이용하여 깊이 데이터를 생성하였다. 하지만, 종래의 위상차 검출을 위한 픽셀로부터 획득된 데이터는 깊이 데이터의 생성에만 사용될 수 있을 뿐, 위상차 검출을 위한 픽셀로부터 획득된 데이터가 이미지 데이터에 사용될 수는 없었다.
이를 개선하고자, 2PD(photo diode) 이미지 센서는 각 픽셀들이 두 개의 수광 소자들, 두 개의 수광 소자들을 덮는 하나의 칼라 필터와 해당 칼라 필터를 덮는 하나의 마이크로 렌즈를 포함하도록 구성되었다. 2PD 이미지 센서는 두 개의 수광 소자로부터 획득된 데이터를 이용하여 깊이 데이터는 물론 이미지 데이터도 생성할 수 있었다. 예를 들어, 이미지 센서는 두 개의 수광 소자의 수광량 간의 차이에 기반하여 깊이 데이터를 생성하고, 두 개의 수광 소자의 수광량을 합산하고, 합산된 수광량에 기반하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이에, 2PD 이미지 센서는 총 수광 소자 수의 절반에 해당하는 해상도의 이미지를 생성할 수 있었다. 예를 들어, 24M 수광 소자를 포함하는 2PD 이미지 센서는 24M 해상도의 이미지 데이터를 생성할 수 있을 뿐이었다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들은 총 수광 소자(서브 픽셀) 수에 대응하는 해상도의 이미지 데이터를 생성할 수 있는 위상차 검출 픽셀을 포함하는 이미지 센서, 카메라 모듈 및 전자 장치를 제공한다.
본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 이미지 센서는, 컬러 필터로 덮인 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 제3 서브 픽셀 및 제4 서브 픽셀을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈; 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈; 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 포함하는 적어도 하나의 픽셀; 및 상기 적어도 하나의 픽셀과 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 적어도 하나의 픽셀을 이용하여, 외부 객체에 대한 광을 획득하고, 상기 제3 마이크로 렌즈를 통해 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 이용하여, 상기 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고, 상기 광과 관련하여 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득한 데이터를 처리하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하고, 상기 픽셀 데이터 및 상기 깊이 데이터를 외부 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 이미지 센서는, 지정된 채널 패턴에 따라 배열된 복수의 픽셀들; 각 픽셀들은, 하나의 칼라 필터 및 상기 칼라 필터로 덮인 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 제3 서브 픽셀 및 제4 서브 픽셀을 포함하고, 및 상기 복수의 픽셀들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하고, 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들은, 상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈; 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈; 및 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 각기 더 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 복수의 픽셀들을 이용하여, 외부 객체에 대한 광을 획득하고, 상기 적어도 일부 픽셀들 각각에 포함된, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 이용하여 상기 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고, 상기 복수의 픽셀들 각각에 포함된, 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터를 이용하여 상기 각 픽셀들에 대한 픽셀 데이터를 생성하고, 상기 픽셀 데이터 및 상기 깊이 데이터를 외부 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 전자 장치는, 카메라 모듈, 상기 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리 및 적어도 하나의 픽셀을 포함하는 이미지 센서를 포함하고; 디스플레이; 및 상기 디스플레이 및 상기 카메라 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 픽셀은, 하나의 컬러 필터로 덮인 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 제3 서브 픽셀 및 제4 서브 픽셀을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈, 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈 및 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 픽셀을 이용하여, 상기 하나 이상의 렌즈를 통과한 외부 객체에 대한 광을 획득하고, 상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제3 마이크로 렌즈를 통해 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터에 기반하여, 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고, 상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득한 데이터에 기반하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하고, 상기 픽셀 데이터에 기반하여, 생성된 이미지를 상기 디스플레이를 통하여 표시하고, 상기 깊이 데이터에 기반하여, 상기 하나 이상의 렌즈를 이동하여 상기 외부 객체에 대한 초점을 조정할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, 총 수광 소자(서브 픽셀) 수에 대응하는 해상도의 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 초점을 조정 가능한 전자 장치를 나타낸다.
도 2a는 일 실시예에 따른 하나의 픽셀을 포함하는 이미지 센서의 구성도를 나타낸다.
도 2b 내지 2d는 일 실시예에 따른 적어도 하나의 픽셀에 포함된 서브 픽셀들의 배치 구조를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 복수의 픽셀들을 포함하는 이미지 센서를 나타낸다.
도 4은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성도를 나타낸다.
도 5a는 일 실시예에 따른 픽셀 데이터의 비닝 처리와 재배열 처리를 나타낸다.
도 5b는 일 실시예에 따른 위상차 서브 픽셀들의 데이터 복원의 일 예를 나타낸다.
도 5c는 일 실시예에 따른 위상차 서브 픽셀들의 데이터 복원의 다른 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 및 제2 외부 객체에 대응하는 광이 감지된 이미지 센서의 서브 픽셀들을 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 이미지 센서 구동 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 이미지 센서 제어 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 9은 다양한 실시예에 따른 네트워크 환경 내의 초점을 조정 가능한 전자 장치의 블록도를 나타낸다.
도 10는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈을 예시하는 블럭도(1000)이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 초점을 조정 가능한 전자 장치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 카메라 모듈(110)을 이용하여 획득된 이미지 데이터를 기반으로 프리뷰 이미지를 생성하고, 생성된 디스플레이(120)에 출력할 수 있다. 상기 카메라 모듈(110)은 예를 들면, 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서의 각 픽셀은 복수의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 서브 픽셀들 중 일부 서브 픽셀들은 마이크로 렌즈를 공유하는 서브 픽셀들이고 나머지 서브 픽셀들은 마이크로 렌즈를 공유하지 않는 서브 픽셀들일 수 있다.
화면 101에서, 전자 장치(100)는 마이크로 렌즈를 공유하는 서브 픽셀들의 마이크로 렌즈를 통해 발생된 광의 경로 차에 의해 위상차 데이터(깊이 데이터)를 생성할 수 있다.
화면 105에서, 전자 장치(100)는 생성된 위상차 데이터를 기반하여, 카메라 모듈(110)에 포함된 하나 이상의 렌즈들을 이동하여 외부 객체에 대하여 초점을 조정할 수 있다. 이에, 전자 장치(100)는 외부 객체에 대하여 초점이 맞는 프리뷰 이미지를 디스플레이(120)를 통해 표시할 수 있다.
도 1에서는 카메라 모듈(110)이 전자 장치(100)의 전면 카메라인 경우를 예로 들어 도시하였다. 하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 카메라 모듈(110)은 전자 장치(100)의 후면 또는 측면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
도 2a는 일 실시예에 따른 하나의 픽셀을 포함하는 이미지 센서의 구성도를 나타낸다.
도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따르면, 이미지 센서(200)는 적어도 하나의 픽셀(210) 및 제어 회로(220)를 포함할 수 있다. 도 2a에서는 설명의 편의성을 위하여 이미지 센서(200)가 하나의 픽셀을 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였다. 하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이미지 센서(200)는 지정된 채널 패턴을 갖도록 형성된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 픽셀(210)은 제1 마이크로 렌즈(ML1), 제2 마이크로 렌즈(ML2), 제3 마이크로 렌즈(ML3), 칼라 필터(CF1), 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)를 포함할 수 있다.
제1 마이크로 렌즈(ML1)는 제1 서브 픽셀(PD1)을 덮고, 외부로부터 입사되는 광이 제1 서브 픽셀(PD1)에 도달될 수 있도록 입사광의 경로를 조정할 수 있다. 제2 마이크로 렌즈(ML2)는 제2 서브 픽셀(PD2)을 덮고, 외부로부터 입사되는 광이 제2 서브 픽셀(PD2)에 도달할 수 있도록 입사광의 경로를 조정할 수 있다. 제3 마이크로 렌즈(ML3)는 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)을 덮고, 외부로부터 입사되는 광이 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로 도달하도록 입사광의 경로를 조정할 수 있다.
칼라 필터(CF1)는 제1 내지 제3 마이크로 렌즈들(ML1, ML2, ML3)과 제1 내지 제4 서브 픽셀들(PD1, PD2, PD3, PD4) 사이에 배치되어, 지정된 파장 범위(예: 녹색 광에 대응하는 파장 범위)의 광을 통과시킬 수 있다. 칼라 필터(CF1)는 제1 내지 제3 마이크로 렌즈들(ML1, ML2, ML3)을 통과한 광 중에서 지정된 파장 범위의 광만이 제1 내지 제4 서브 픽셀들(PD1, PD2, PD3, PD4)에 도달하도록 지정된 파장 범위 이외의 광을 제한할 수 있다.
제1 서브 픽셀(PD1)은 제1 마이크로 렌즈(ML1) 및 칼라 필터(CF1)를 통과한 광을 감지할 수 있는 제1 수광 소자(예: 포토 다이오드(photo diode))를 포함할 수 있다. 제2 서브 픽셀(PD2)은 제2 마이크로 렌즈(ML2) 및 칼라 필터(CF1)를 통과한 광을 감지할 수 있는 제2 수광 소자(예: 포토 다이오드)를 포함할 수 있다. 제3 서브 픽셀(PD3)은 제3 마이크로 렌즈(ML3) 및 칼라 필터(CF1)를 통과한 광을 감지할 수 있는 제3 수광 소자(예: 포토 다이오드)를 포함할 수 있다. 제4 서브 픽셀(PD4)은 제3 마이크로 렌즈(ML3) 및 칼라 필터(CF1)를 통과한 광을 감지할 수 있는 제4 수광 소자(예: 포토 다이오드)를 포함할 수 있다. 제3 마이크로 렌즈(ML3)의 특성으로 인하여 제3 마이크로 렌즈(ML3)를 통과하여 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로 입사한 광 간에는 경로 차이가 발생할 수 있다. 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)은 적어도 하나의 픽셀(210) 중 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)이 포함된 픽셀의 가로 방향, 세로 방향 또는 대각선 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
제어 회로(220)는 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터(예: 수광량)를 이용하여 위상차 데이터(깊이 데이터)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(220)는 제3 서브 픽셀(PD3)로부터 획득한 데이터와 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터 간의 차이(difference)를 확인하고, 확인된 차이에 대응하는 위상차 데이터를 생성할 수 있다.
제어 회로(220)는 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 각기 획득한 데이터를 처리하여 적어도 하나의 픽셀(210)에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 제어 회로(220)가 획득한 데이터를 처리하는 방식은 적어도 하나의 픽셀(210)(또는, 이미지 센서(200))의 출력 모드에 따라 달라질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제어 회로(220)는 제1 출력 모드에서, 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득한 데이터를 비닝(예: 합산 및 평균)함에 따라 적어도 하나의 픽셀(210)에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 이 경우, 하나의 픽셀(예: 110)에 대해서 하나의 픽셀 데이터(픽셀 단위의 픽셀 데이터)가 생성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제어 회로(220)는 제2 출력 모드에서 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득한 데이터를 이용하여 적어도 하나의 픽셀(210)에 대하여 4개의 픽셀 데이터(서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터)를 생성할 수 있다. 그런데, 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터는 제3 마이크로 렌즈(ML3)로 인하여 위상차를 갖도록 변형됨에 따라, 실제 이미지 데이터와는 차이가 있을 수 있다. 해당 차이로 인한 이미지 데이터의 오류를 개선하고자, 제어 회로(220)는 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터에 기반하여 위상차 데이터를 생성한 후, 제1 및 제2 서브 픽셀들(PD1, PD2)로부터 획득된 데이터에 기반하여 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터를 복원할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(220)는 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터를 합산하고, 합산 데이터를 제1 서브 픽셀(PD1)로부터 획득된 데이터와 제2 서브 픽셀(PD2)로부터 획득된 데이터 간의 비율로 나누어 제3 서브 픽셀(PD3)에 대한 데이터와 제4 서브 픽셀(PD4)에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 서브 픽셀(PD1)과 제2 서브 픽셀(PD2)로부터 획득된 데이터가 각기 1과 3이고, 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터가 각기 4, 4일 수 있다. 이 경우, 제어 회로(220)는 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터를 합산한 8를 제1 서브 픽셀(PD1)로부터 획득된 데이터와 제2 서브 픽셀(PD2)로부터 획득된 데이터 간의 비율인 1:3로 나누어, 복원된 제3 서브 픽셀(PD3)에 대한 픽셀 데이터를 2(=8*(1/4))로 생성하고, 복원된 제4 서브 픽셀(PD4)에 대한 픽셀 데이터를 6(=8*(3/4))으로 생성할 수 있다.
제어 회로(220)는 생성된 위상차 데이터 및 픽셀 데이터를 외부 프로세서로 전송할 수 있다. 제어 회로(220)는 제2 출력 모드에서 픽셀 데이터를 재배열한 후 외부 프로세서로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 픽셀(210)은 4개를 초과하는 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 이 경우, 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)의 복원에 이용되는 제1 서브 픽셀(PD1) 및 제2 서브 픽셀(PD2)은 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)과 가장 인접한 픽셀일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 픽셀(210)이 3 X 3 배열된 서브 픽셀들(총 9개의 서브 픽셀들)을 포함하고, 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)이 3 X 3 배열의 (1, 1) 위치와 (1, 2) 위치에 있는 서브 픽셀일 수 있다. 이 경우, 제1 서브 픽셀(PD1)과 제2 서브 픽셀(PD2)은 (2, 1) 위치와 (2, 2) 위치에 있는 서브 픽셀들일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 픽셀(210)은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 픽셀(예: 210)에 포함된 복수의 서브 픽셀들은 각 픽셀(210)의 가로 방향, 세로 방향 또는 대각선 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다. 또한, 복수의 픽셀들은 지정된 채널 패턴에 따라 배열될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 이미지 센서(200)는 위상차 검출을 위한 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)을 이용하여 위상차 데이터를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 제3 서브 픽셀(PD3)에 대한 픽셀 데이터와 제4 서브 픽셀(PD4)에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다.
도 2b 내지 2d는 일 실시예에 따른 적어도 하나의 픽셀에 포함된 서브 픽셀들의 배치 구조를 나타낸다. 도 2b 및 도 2d에서는 설명의 편의성을 위하여 제1 내지 제3 마이크로 렌즈(ML3)들을 덮는 칼라 렌즈(CF1)를 생략하고 제1 내지 제4 서브 픽셀들(PD1, PD2, PD3, PD4) 및 제1 내지 제3 마이크로 렌즈들(ML1, ML2, ML3)만을 도시하였다.
도 2b를 참조하면, 적어도 하나의 픽셀(210)에 포함된 제1 내지 제4 서브 픽셀들(PD1, PD2, PD3, PD4)은 사각 형상으로 배열될 수 있다. 이 경우, 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)은 도 2b와 같이, 적어도 하나의 픽셀(210)의 가로 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다. 도 2c와 같이, 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)은 적어도 하나의 픽셀의 세로 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다. 도 2d와 같이, 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)은 적어도 하나의 픽셀(210)의 대각선 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이미지 센서(예: 도 2a의 이미지 센서(200))는, 컬러 필터(예: 도 2a의 칼라 필터(CF1))로 덮인 제1 서브 픽셀(예: 도 2a의 제1 서브 픽셀(PD1)), 제2 서브 픽셀(예: 도 2a의 제2 서브 픽셀(PD2)), 제3 서브 픽셀(예: 도 2a의 제3 서브 픽셀(PD3)) 및 제4 서브 픽셀(예: 도 2a의 제4 서브 픽셀(PD4))을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈(예: 도 2a의 제1 마이크로 렌즈(ML1)); 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈(예: 도 2a의 제2 마이크로 렌즈(ML2)); 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈(예: 도 2a의 제3 마이크로 렌즈(ML3))를 포함하는 적어도 하나의 픽셀(예: 도 2a의 적어도 하나의 픽셀(210)); 및 상기 적어도 하나의 픽셀과 전기적으로 연결된 제어 회로(예: 도 2a의 제어 회로(220))를 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 적어도 하나의 픽셀을 이용하여, 외부 객체에 대한 광을 획득하고, 상기 제3 마이크로 렌즈를 통해 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 이용하여, 상기 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고, 상기 광과 관련하여 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득한 데이터를 처리하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하고, 상기 픽셀 데이터 및 상기 깊이 데이터를 외부 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.
상기 칼라 필터는, 녹색 광(green light)에 대응하는 파장 범위를 통과시키도록 형성될 수 있다.
상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은, 상기 적어도 하나의 픽셀의 가로 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은, 상기 적어도 하나의 픽셀의 세로 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은, 상기 적어도 하나의 픽셀의 대각선 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 픽셀은, 복수의 픽셀들이고, 상기 복수의 픽셀들 각각에 포함된 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀은, 상기 각 픽셀들의 가로 방향, 상기 각 픽셀들의 세로 방향 또는 상기 각 픽셀들의 대각선 방향 중 복수의 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 서브 픽셀로부터 획득된 제1 데이터 및 상기 제2 서브 픽셀로부터 획득된 제2 데이터에 적어도 기반하여, 상기 제3 서브 픽셀에 대한 제3 데이터 및 상기 제4 서브 픽셀에 대한 제4 데이터를 복원하고, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 포함하는 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 각기 획득된 데이터를 비닝(binning)하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 복수의 픽셀들을 포함하는 이미지 센서를 나타낸다. 도 3에서는 설명의 편의성을 위하여 복수의 픽셀들 중 4 X 4 픽셀들을 예로 들어 도시하였다.
도 3을 참조하면, 이미지 센서(300)(예: 도 2a의 이미지 센서(200))는 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314)(예: 도 2a의 복수의 픽셀들(211, 212, 213, 214)) 및 제어 회로(320)(예: 도 2a의 제어 회로(220))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 이미지 센서(300)는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(300)는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 이미지 센서(300)의 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314) 은 지정된 채널 패턴에 따라 배열될 수 있다. 상기 지정된 채널 패턴은 예컨대, 홀수 로우 라인에는 R 이미지 데이터와 G 이미지 데이터가 교대로 나타나고, 짝수 로우 라인에는 G 이미지 데이터와 B 이미지 데이터가 교대로 나타나는 베이어(bayer) 채널 패턴일 수 있다. 각 픽셀들(예: 312)(예: 도 2a의 픽셀(210))은 4개의 서브 픽셀들(예: PD1, PD2, PD3, PD4)(예: 도 2a의 제1 내지 제4 서브 픽셀들(PD1, PD2, PD3, PD4)), 4개의 서브 픽셀들(예: PD1, PD2, PD3, PD4)을 덮는 4개 또는 3개의 마이크로 렌즈들(예: ML1, ML2, ML3)(예: 도 2a의 제1 내지 제3 마이크로 렌즈들(ML1, ML2, ML3)) 및 4개의 서브 픽셀들(예: PD1, PD2, PD3, PD4)과 마이크로 렌즈들(예: ML4, ML5, ML6, ML7)의 사이에 배치되는 칼라 필터(CF1, CF2, CF3, CF4)(예: 도 2a의 칼라 필터(CF1, CF2, CF3, CF4))를 포함할 수 있다. 4개의 서브 픽셀들(예: PD1, PD2, PD3, PD4)을 덮는 칼라 필터(CF1, CF2, CF3, CF4)는 적색 광을 통과시키도록 형성된 R 채널의 칼라 필터(CF1)이거나, 녹색 광을 통과시키도록 형성된 G 채널의 칼라 필터(CF2, CF3) 또는 파란색 광을 통과시키도록 형성된 B 채널의 칼라 필터(CF4)일 수 있다. 다만, 각 픽셀들(예: 312)에 포함된 칼라 필터(CF1, CF2, CF3, CF4)는 지정된 채널 패턴에 따른 칼라 필터일 수 있다.
복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314) 중 G 채널에 대응하는 픽셀들(312, 313)(적어도 일부 픽셀)은 4개의 서브 픽셀들(예: PD1, PD2, PD3, PD4)의 개수보다 하나 적은 3개의 마이크로 렌즈(ML1, ML2, ML3)를 포함하고, 하나의 마이크로 렌즈(예: ML3)를 공유하는 서브 픽셀들(이하, '위상차 서브 픽셀들'이라 함)과 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)과 인접한 마이크로 렌즈(ML1, ML2, ML3)를 공유하지 않는 서브 픽셀들(이하, 인접 서브 픽셀이라 함)을 포함할 수 있다. 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)은 각 픽셀들(예: 312)의 가로 방향, 세로 방향, 또는 대각선 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314) 중 R 채널에 대응하는 픽셀(311)은 각기 서브 픽셀들(예: PD5, PD6, PD7, PD8)의 개수에 대응하는 4개의 마이크로 렌즈들(예: ML4, ML5, ML6, ML7)을 포함할 수 있다. 또한, B 채널에 대응하는 픽셀(314)도 각기 4개의 서브 픽셀들의 개수에 대응하는 4개의 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다.
제어 회로(320)는 타이밍 컨트롤러(321), 로우 셀렉터(raw selector)(322), 칼럼 셀렉터(column selector)(323), 리드아웃 회로(324), ADC(analog digital convertor)(325), RGB 컨버터(326) 및 출력 버퍼(326)를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(321)는 로우 셀렉터(322), 칼럼 셀렉터(323), 리드아웃 회로(324), ADC(325), RGB 컨버터(326) 및 출력 버퍼(326) 중 적어도 하나의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 로우 셀렉터(322)는 타이밍 컨트롤러(321)의 제어 신호에 따라 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314)의 로우 라인 중 어느 하나의 로우 라인을 선택적으로 활성화할 수 있다. 칼럼 셀렉터(323)는 타이밍 컨트롤러(321)의 제어 신호에 따라 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314)의 칼럼 라인 중 어느 하나의 칼럼 라인을 선택적으로 활성화할 수 있다. 리드아웃 회로(324)는 타이밍 컨트롤러(321)의 제어 신호에 따라 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314) 중 활성화된 픽셀들로부터 데이터를 리드아웃(획득) 할 수 있다. ADC(325)는 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314)로부터 획득된 아날로그 픽셀 데이터를 디지털 픽셀 데이터로 변환할 수 있다. RGB 컨버터(326)는 지정된 채널 패턴에 대응하지 않는 디지털 픽셀 데이터를 지정된 채널 패턴에 대응하도록 재배열하고, 그 결과 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 출력 버퍼(326)는 지정된 채널 패턴에 이미지 데이터를 예컨대, 프레임 단위로 버퍼링할 수 있다. 이하의 문서에서 설명되는 제어 회로(320)는 타이밍 컨트롤러(321) 및 타이밍 컨트롤러(321)에 의하여 제어되는 각 구성요소를 대변한다.
제어 회로(320)는 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)로부터 획득된 데이터(예: 수광량)를 이용하여 외부 객체에 관련된 위상차 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(320)는 제3 마이크로 렌즈(ML3)를 공유하는 제3 서브 픽셀(PD3)로부터 획득된 데이터와 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터 간의 차이(difference)를 확인(예: 산출)하고, 확인된 차이에 기반하여 위상차 데이터를 생성할 수 있다. 제어 회로(320)는 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314)에 포함된 모든 위상차 서브 픽셀들에 대응하는 위상차 데이터를 생성할 수 있다.
제어 회로(320)는 각 픽셀들(예: 312)에 포함된 서브 픽셀들로부터 획득한 데이터를 기반으로 위상차 데이터를 생성한 다음, 획득한 데이터를 처리하여 각 픽셀들에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 제어 회로(320)는 출력 모드에 따라서 각 픽셀들(예: 312)로부터 획득된 데이터를 다르게 처리하여 출력 모드에 따른 픽셀 데이터를 생성할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 제1 출력 모드(예: 비닝 모드)에서 각 픽셀들(예: 312)에 포함된 서브 픽셀(예: PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 획득된 데이터를 비닝(예: 합산 및 평균)하고, 각 픽셀들(예: 312)에 대하여 하나의 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 제2 출력 모드(예: 재배열 모드)에서 각 픽셀들(예: 312)에 포함된 서브 픽셀(예: PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 획득한 데이터에 기반하여 각 픽셀들(예: 312)에 대하여 4개의 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)로부터 획득된 데이터는 해당 위상차 서브 픽셀들을 덮은 하나의 마이크로 렌즈(예: ML3)로 인하여 위상차를 갖도록 변형됨에 따라, 실제 이미지 데이터와는 차이가 있을 수 있다. 해당 차이로 인한 이미지 데이터의 오류를 개선하고자, 제어 회로(320)는 제2 출력 모드에서 위상차 서브 픽셀들(예: D3, D4)에 인접한 인접 서브 픽셀들(예: D1, D2)로부터 획득된 데이터에 기반하여 위상차 서브 픽셀들에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(320)는 위상차 서브 픽셀들(PD3, PD4)로부터 획득된 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하고, 인접 서브 픽셀들(PD1, PD2) 간의 비율을 확인할 수 있다. 제어 회로(320)는 확인된 비율에 대응하도록 합산 데이터를 나누어 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 상술한 실시예에서, 제어 회로(320)는 위상차 서브 픽셀들로부터 획득한 데이터를 해당 위상차 서브 픽셀들이 포함된 칼라 채널에 대응하는 인접 서브 픽셀들로부터 획득한 데이터에 기반하여 복원하기 때문에, 실제 이미지 데이터와 매우 유사하도록 위상차 서브 픽셀들에 대한 픽셀 데이터를 복원할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 지정된 해상도를 초과하는 이미지 데이터를 출력할 경우에만 위상차 서브 픽셀들에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 상기 지정된 해상도는 이미지 데이터의 생성 시에, 위상차 서브 픽셀의 픽셀 데이터를 필요로 하는 해상도일 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(300)가 각기 서브 픽셀들을 포함하는 4M 픽셀로 구성된 경우에, 지정된 해상도는 4M일 수 있다.
제어 회로(320)는 생성된 픽셀 데이터를 조합하여 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 제어 회로(320)는 제2 출력 모드에서 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 지정된 채널 패턴에 따라 재배열(re-mosaic)하고, 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 제어 회로(320)는 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 재배열할 때 좌우 픽셀 데이터, 상하 픽셀 데이터 또는 대각선 픽셀 데이터를 교환함에 따라 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 제어 회로(320)는 생성된 위상차 데이터 및 이미지 데이터(픽셀 데이터를 포함함)를 외부 프로세서로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(300)는 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314) 중 일부 픽셀에 대한 이미지 데이터를 생성하고 생성된 이미지 데이터를 외부 프로세서로 전송할 수 있다. 예를 들어, 줌 배율 조정으로 인하여 외부 프로세서로부터 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314) 중 줌 영역에 대응하는 일부 픽셀에 관련된 정보를 수신하면, 해당 일부 픽셀로부터 획득된 데이터에 기반하여 픽셀 데이터를 생성하고, 해당 픽셀 데이터를 포함하는 이미지 데이터를 외부 프로세서로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(300)는 R 채널에 대응하는 픽셀 및 B 채널에 대응하는 픽셀들에도 위상차 검출 픽셀들을 포함할 수 있다. 이 경우, 위상차 데이터는 더욱 조밀해 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 이미지 센서(300)는 전체 서브 픽셀들(예: 수광 소자)의 개수에 대응하는 해상도의 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 센서(300)는 위상차 서브 픽셀들에 인접 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 이용하여 위상차 서브 픽셀들에 대한 데이터를 복원할 수 있어, 위상차 서브 픽셀들로 인하여 화질이 저하되는 문제를 개선할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이미지 센서(예: 도 3의 이미지 센서(300))는, 지정된 채널 패턴에 따라 배열된 복수의 픽셀들(예: 도 3의 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314)); 각 픽셀들은, 하나의 칼라 필터(예: 도 3의 칼라 필터(CF1, CF2, CF3, CF4)) 및 상기 칼라 필터로 덮인 제1 서브 픽셀(예: 도 3의 제1 서브 픽셀(PD1, PD5)), 제2 서브 픽셀(예: 도 3의 제2 서브 픽셀(PD2, PD6)), 제3 서브 픽셀(예: 도 3의 제3 서브 픽셀(PD3, PD7)) 및 제4 서브 픽셀(예: 도 3의 제4 서브 픽셀(PD4, PD8))을 포함하고, 상기 복수의 픽셀들을 제어하기 위한 제어 회로(예: 도 3의 제어 회로(320))를 포함할 수 있다. 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들(예: 도 3의 적어도 일부 픽셀들(312))은, 상기 제1 서브 픽셀(예: 도 3의 제1 서브 픽셀(PD1))을 덮는 제1 마이크로 렌즈(예: 도 3의 제1 마이크로 렌즈(ML1)); 상기 제2 서브 픽셀(예: 도 3의 제2 서브 픽셀(PD2))을 덮는 제2 마이크로 렌즈(예: 도 3의 제2 마이크로 렌즈(ML2)); 및 상기 제3 서브 픽셀(예: 도 3의 제3 서브 픽셀(PD3))과 상기 제4 서브 픽셀(예: 도 3의 제4 서브 픽셀(PD4))을 덮는 제3 마이크로 렌즈(예: 도 3의 제3 마이크로 렌즈(ML3))를 각기 더 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 복수의 픽셀들을 이용하여, 외부 객체에 대한 광을 획득하고, 상기 적어도 일부 픽셀들 각각에 포함된, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 이용하여 상기 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고, 상기 복수의 픽셀들 각각에 포함된, 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터를 이용하여 상기 각 픽셀들에 대한 픽셀 데이터를 생성하고, 상기 픽셀 데이터 및 상기 깊이 데이터를 외부 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.
상기 적어도 일부 픽셀들에 포함된 칼라 필터는, 녹색 광(green light)에 대응하는 파장 범위의 광을 통과시키도록 형성될 수 있다.
상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀들은, 상기 적어도 일부 픽셀들 각각의 가로 방향, 상기 각 픽셀들의 세로 방향 또는 상기 각 픽셀들의 대각선 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀로부터 획득된 데이터에 기반하여, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀에 대한 데이터를 복원하고, 상기 복원된 데이터 및 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀로부터 획득된 데이터에 기반하여 상기 적어도 일부 픽셀들 각각에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 비닝(binning)하여 상기 적어도 일부 픽셀들 각각에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.
도 4은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성도를 나타낸다.
도 4을 참조하면, 일 실시예에 따르면, 전자 장치(400)(예: 도 1의 전자 장치(100))는 카메라 모듈(410)(예: 도 1의 카메라 모듈(110)), 디스플레이(430)(예: 도 1의 디스플레이(120)), 및 프로세서(450)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(400)는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(400)는 메모리(440)를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(400)의 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(410)은 하나 이상의 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리(411) 및 이미지 센서(415)를 포함할 수 있다.
렌즈 어셈블리(411)는 이미지 센서(415)의 상부에 배치되어, 외부 객체로부터 방출되는 광을 수집하여 이미지 센서(415)의 픽셀들로 전달할 수 있다.
이미지 센서(415)(예: 도 3의 이미지 센서(300))는 렌즈 어셈블리(411)의 하부에 배치되어, 렌즈 어셈블리(411)에 포함된 하나 이상의 렌즈들을 통과한 광에 기반하여 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(415)는 복수의 픽셀들(예: 도 3의 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314)) 및 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314)을 제어하기 위한 제어 회로(예: 도 3의 제어 회로(320))를 포함할 수 있다. 상기 복수의 픽셀들(311, 312, 313, 314) 및 제어 회로(320)의 구성은 도 3에서 상술하였으므로, 도 4에서는 그에 대한 세부적인 설명은 생략한다.
디스플레이(430)는, 예를 들면, 각종 컨텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)를 표시할 수 있다. 디스플레이(430)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(430)는 예를 들어, 터치스크린 디스플레이일 수 있다.
메모리(440)는, 예를 들면, 전자 장치(400)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(440)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 메모리(440)는 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)로부터 획득된 데이터 간의 차이들에 대응하는 위상차 데이터들을 포함하는 룩업 테이블을 저장할 수 있다.
프로세서(450)는 메모리(440)에 저장된 명령어들을 이용하여 전자 장치(400)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 프로세서(450)는 그래픽 프로세싱 유닛(GPU; graphic processing unit), 어플리케이션 프로세서(application processor) 또는 이미지 프로세서(image signal processor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여 각 픽셀들(예: 312)에 대한 픽셀 데이터를 생성하고, 픽셀 데이터에 기반하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여 각 픽셀들(예: 312)에 포함된 서브 픽셀들로부터 데이터를 획득하고, 획득된 데이터를 처리하여 각 픽셀들에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(450)는 이미지 센서(415)의 출력 모드를 제어함에 따라 각 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 달리 생성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)의 제1 출력 모드(예: 비닝 모드)에서 각 픽셀들(예: 312)에 포함된 서브 픽셀(예: PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 획득된 데이터를 비닝(예: 합산, 평균)하고, 각 픽셀들에 대하여 하나의 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)의 제2 출력 모드(예: 재배열 모드)에서 각 픽셀들)에 포함된 서브 픽셀들로부터 데이터에 기반하여 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 이 경우, 이미지 센서(415)는 하나의 픽셀에 대하여 4개의 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(415)는 제2 출력 모드에서 위상차 서브 픽셀들에 인접한 인접 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터에 기반하여 위상차 서브 픽셀들에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여, 위상차 서브 픽셀들(PD3, PD4)로부터 획득된 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하고, 인접 서브 픽셀들(PD1, PD2)로부터 획득한 데이터 간의 비율을 확인할 수 있다. 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여, 확인된 비율에 대응하도록 합산 데이터를 나누어 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(415)는 지정된 해상도를 초과하는 이미지 데이터를 출력할 경우에만 위상차 서브 픽셀들에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 상기 지정된 해상도는 이미지 데이터의 생성 시에, 위상차 서브 픽셀의 픽셀 데이터를 필요로 하는 해상도일 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(300)가 각기 서브 픽셀들을 포함하는 4M 픽셀로 구성된 경우에, 지정된 해상도는 4M일 수 있다.
프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여 생성된 픽셀 데이터를 조합하여 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여 제2 출력 모드에서 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 지정된 채널 패턴에 따라 재배열(re-mosaic)하고, 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(415)는 프로세서(450)의 명령에 따라 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 재배열할 때 좌우 픽셀 데이터, 상하 픽셀 데이터 또는 대각선 픽셀 데이터를 교환함에 따라 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)로부터 제2 출력 모드에서 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 수신하고, 수신된 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 지정된 채널 패턴에 따라 재배열(re-mosaic)하여, 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
프로세서(450)는 이미지 데이터에 기반하여 생성된 이미지를 디스플레이(430)를 통하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 데이터의 각 픽셀들이 R 정보, G 정보 및 B 정보를 모두 포함하도록 이미지 데이터를 칼라 보간하고, 칼라 보간된 이미지 데이터를 지정된 포맷(예: YUV 포맷)으로 변환할 수 있다. 프로세서(450)는 변환된 이미지 데이터에 기반하여 이미지를 생성하고, 생성된 이미지를 디스플레이(430)를 통해 표시할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 프로세서(450)는 생성된 이미지를 메모리(440)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 촬영과 관련된 입력에 응답하여 생성된 이미지를 메모리(440)에 저장할 수 있다.
프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여 위상차 서브 픽셀들로부터 획득한 데이터에 기반하여 외부 객체와 관련된 위상차 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(450)는 외부 객체와 관련된 위상차 데이터에 기반하여 렌즈 어셈블리(411)(411) 또는 렌즈 어셈블리(411)에 포함된 하나 이상의 렌즈들을 이동하여 외부 객체에 대한 초점을 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 데이터로부터 초점을 맞추어야 할 외부 객체의 위치(예: 인물이 포함된 이미지의 얼굴 위치)를 확인할 수 있다. 외부 객체의 위치가 확인되면, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)에 포함된 위상차 서브 픽셀들 중에서 초점 조정에 이용할 위상차 서브 픽셀들을 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)에 포함된 위상차 서브 픽셀들 중 외부 객체의 위치에 있거나, 외부 객체의 위치와 가장 가까운 초점 조정에 이용할 위상차 서브 픽셀들을 선택할 수 있다. 프로세서(450)는 결정된 위상차 서브 픽셀들을 이용하여 외부 객체에 대한 위상차 데이터를 결정하고, 결정된 위상차 데이터에 기반하여 렌즈 어셈블리(411)에 포함된 하나 이상의 렌즈들을 이동시켜 외부 객체에 대한 초점을 조정할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 프로세서(450)는 결정된 위상차 데이터에 기반하여 결정된 위상차 서브 픽셀들에 대응하는 영역의 거리 정보를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 각 픽셀들(예: 312)은 4개를 초과하는 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 각 서브 픽셀의 개수가 달라지는 경우, 마이크로 렌즈(ML1, ML2, ML3)도 서브 픽셀의 개수에 대응하도록 조정될 수 있다. 하지만, 본 문서에서는 설명의 편의성을 위하여 각 픽셀들(예: 312)이 4개의 서브 픽셀들을 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치(400)는 이미지 센서(415)에 포함된 위상차 서브 픽셀들이 포함된 채널에 있는 인접 서브 픽셀들로부터 획득한 데이터에 기반하여, 위상차 서브 픽셀들로부터 획득한 데이터를 복원할 수 있어, 위상차 서브 픽셀들로 인한 화질 저하를 개선할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 4의 전자 장치(400))는, 카메라 모듈(예: 도 4의 카메라 모듈(410)), 상기 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리(예: 도 4의 렌즈 어셈블리(411)) 및 적어도 하나의 픽셀(예: 도 3의 픽셀들(311, 312, 313, 314))을 포함하는 이미지 센서(예: 도 4의 이미지 센서(415))를 포함하고, 디스플레이(예: 도 4의 디스플레이(430)); 및 상기 디스플레이 및 상기 카메라 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서(예: 도 4의 프로세서(450))를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 픽셀은, 하나의 컬러 필터(예: 도 4의 컬러 필터(CF1))로 덮인 제1 서브 픽셀(예: 도 4의 PD1), 제2 서브 픽셀(예: 도 4의 PD2), 제3 서브 픽셀(예: 도 4의 PD3) 및 제4 서브 픽셀(예: 도 4의 PD4)을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈, 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈 및 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 픽셀을 이용하여, 상기 하나 이상의 렌즈를 통과한 외부 객체에 대한 광을 획득하고, 상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제3 마이크로 렌즈를 통해 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터에 기반하여, 외부 객체와 관련된 깊이 데이터(위상차 데이터)를 생성하고, 상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득한 데이터에 기반하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하고, 상기 픽셀 데이터에 기반하여, 생성된 이미지를 상기 디스플레이를 통하여 표시하고, 상기 깊이 데이터에 기반하여, 상기 하나 이상의 렌즈를 이동하여 상기 외부 객체에 대한 초점을 조정하도록 설정될 수 있다.
상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은, 상기 적어도 하나의 픽셀 내에서 가로 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은, 상기 적어도 하나의 픽셀 내에서 세로 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은, 상기 적어도 하나의 픽셀 내에서 대각선 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 픽셀은, 복수의 픽셀들이고, 상기 복수의 픽셀들 각각에 포함된 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀은, 상기 각 픽셀들의 가로 방향, 상기 각 픽셀들의 세로 방향 또는 상기 각 픽셀들의 대각선 방향 중 복수의 방향으로 상호 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 서브 픽셀로부터 획득된 제1 데이터 및 상기 제2 서브 픽셀로부터 획득된 제2 데이터에 적어도 기반하여, 상기 제3 서브 픽셀에 대한 제3 데이터 및 상기 제4 서브 픽셀에 대한 제4 데이터를 복원하고, 상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 포함하는 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 각기 획득된 데이터를 비닝(binning)하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 일 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a는 일 실시예에 따른 픽셀 데이터의 비닝 처리와 재배열 처리를 나타내고, 도 5b는 일 실시예에 따른 위상차 서브 픽셀들의 데이터 복원의 일 예를 나타내고, 도 5c는 일 실시예에 따른 위상차 서브 픽셀들의 데이터 복원의 다른 예를 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 이미지 센서(예: 도 4의 이미지 센서(415))는 지정된 채널 패턴에 따라 4 X 4 배열된 복수의 픽셀들(501~516)을 포함할 수 있다. 각 픽셀들(501~516 중 하나)은 2 X 2 서브 픽셀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이미지 센서(415)는 제1 출력 모드에서 각 픽셀(R 채널, G 채널 또는 B 채널에 대응하는 픽셀)에 포함된 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터를 픽셀 단위로 비닝하여 각 픽셀에 대하여 하나의 픽셀 데이터(521)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(415)는 R 채널(511)에 대응하는 4개의 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터를 비닝하여 하나의 R 이미지 데이터(521)를 생성하고, G 채널(502)에 대응하는 4개의 서브 픽셀들로부터 획득된 이미지 데이터를 비닝하여 하나의 G 이미지 데이터(522)를 생성할 수 있다. 이런 식으로, 이미지 센서(415)는 나머지 픽셀들(503~516) 각각에 포함된 4개의 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터를 픽셀 단위로 비닝함에 따라 각 픽셀 데이터(523~536)를 비닝할 수 있다. 복수의 픽셀들(501~512)이 지정된 채널 패턴에 따라 배열되므로, 이미지 센서(210)는 각 픽셀 데이터(521~536)를 순차적으로 나열하여 한 프레임 단위로 조합하여 지정된 채널 패턴을 갖는 이미지 데이터(520)를 생성할 수 있다.
이미지 센서(415)는 제2 출력 모드에서 각 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터에 기반하여 각기 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터(서브 픽셀의 개수에 대응하는 픽셀 데이터)(540)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(415)는 각 서브 픽셀들로부터 획득한 데이터를 아날로그 디지털 변환하고 디지털 변환된 데이터를 지정된 채널 패턴에 대응하도록 재배열하여 서브 픽셀들의 개수에 대응하는 픽셀 데이터를 생성하고 한 프레임 단위로 조합하여 이미지 데이터(540)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(415)는 서브 픽셀들의 픽셀 데이터를 위치 교환하거나, 또는 가까운 주변의 같은 채널에 대한 픽셀 데이터들의 픽셀 값(예: 평균)을 이용하여, 지정된 채널 패턴을 가지도록 이미지 데이터를 처리할 수 있다.
이미지 센서(415)는 상기 디지털 변환된 데이터를 지정된 채널 패턴에 대응하도록 재배열하기 전에, 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)에 인접하여 위치하는 인접 서브 픽셀들(예: PD1, PD2)로부터 획득된 데이터에 기반하여 위상차 서브 픽셀들(예: PD3, PD4)에 대한 데이터를 복원하고, 복원된 데이터에 기반하여 이미지 데이터(540)를 생성할 수 있다. 도 5b를 참조하면, 이미지 센서(415)는 제1 채널(551)에 대응하는 위상차 서브 픽셀들(G3, G4)로부터 획득된 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하고, 제1 채널(551)에 대응하는 인접 서브 픽셀들(G1, G2) 간의 비율을 확인할 수 있다. 이미지 센서(415)는 합산 데이터를 확인된 비율에 대응하도록 나누어 위상차 서브 픽셀들(G3, G4)에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 도 5c를 참조하면, 이미지 센서(415)는 제1 채널(561)에 대응하는 위상차 서브 픽셀들(561c, 561d)에 대한 데이터를 복원하기 위하여, 제1 채널(561)에 대응하는 위상차 서브 픽셀들(561c, 561d)의 인접 서브 픽셀들(561a, 561b) 및 제1 채널(561)과 동일 칼라의 주변 채널들(562, 563, 564)에 대응하는 인접 서브 픽셀들(562a, 562b, 563a, 563b, 564a, 564b)에 대한 데이터를 이용할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(415)는 제1 채널(561)과 주변 채널들(562, 563, 564)에 대응하는 제1 서브 픽셀들(561a, 562a, 563a, 564a)로부터 획득된 데이터를 합산한 제1 합산 데이터와 제1 채널(561)과 주변 채널들(562, 563, 564)에 대응하는 제2 서브 픽셀들(561b, 562b, 563b, 564b)로부터 획득된 데이터를 합산한 제2 합산 데이터간의 비율을 이용하여, 제1 채널(561)에 대응하는 위상차 서브 픽셀들(561c, 561d)에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 서브 픽셀들(561a, 562a, 563a, 564a)과 제2 서브 픽셀들(561b, 562b, 563b, 564b)로부터 획득된 데이터에 각기 가중치를 적용하고, 가중치가 적용된 제1 서브 픽셀들(561a, 562a, 563a, 564a)로부터 획득된 데이터의 합산 데이터와 가중치가 적용된 제2 서브 픽셀들(561b, 562b, 563b, 564b)로부터 획득된 데이터의 합산 데이터 간의 비율에 기반하여 제1 채널(561)에 대응하는 위상차 서브 픽셀들(561c, 561d)에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 상기 가중치는 복원할 위상차 서브 픽셀들(561c, 561d)과 제1 서브 픽셀들(561a, 562a, 563a, 564a) 또는 제2 서브 픽셀들(561b, 562b, 563b, 564b) 간의 이격 거리가 가까울수록 더 크게 적용될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 위상차 데이터에 기반한 초점 조정 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 일 실시예에 따른 제1 및 제2 외부 객체에 대응하는 광이 감지된 이미지 센서(예: 도 3의 이미지 센서(415))의 서브 픽셀들을 도시한 도면이다. 도 6에서, 각 사각형들(예: 1PD)은 비위상차 서브 픽셀들을 나타낸 것이고, 해칭 표시된 직사각형(예: 2PD)은 위상차 서브 픽셀들을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)에 포함된 위상차 서브 픽셀들 중 적어도 일부 위상차 서브 픽셀들로부터 획득한 데이터에 기반하여 제1 외부 객체에 대응하는 이미지 센서(415) 내 일부 영역(또는, 픽셀들)(610)(이하, '제1 외부 객체 영역(610)'이라 함)와 제2 외부 객체에 대응하는 이미지 센서(415) 내 일부 영역(또는, 픽셀들)(620) (이하, '제2 외부 객체 영역(620)'이라 함)와 관련된 위상차 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 제1 외부 객체 영역(610)에 대응하는 광이 감지된 위상차 서브 픽셀들(611, 612)로부터 획득된 데이터에 기반하여 제1 외부 객체 영역(610)에 대한 위상차 데이터를 획득하고, 획득된 위상차 데이터에 기반하여 렌즈 어셈블리(411)에 포함된 하나 이상의 렌즈들을 제1 외부 객체 영역(610)에 초점이 맞는 위치로 이동할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(450)는 적어도 위상차 서브 픽셀들(611) 및 위상차 서브 픽셀들(612)로부터 획득된 데이터를 이용하여 제1 외부 객체 영역(610)에 대한 위상차 데이터를 결정하고, 제1 외부 객체 영역(610)에 대한 위상차 데이터를 이용하여 렌즈 어셈블리(411)에 포함된 하나 이상의 렌즈들을 이동하여 제1 외부 객체 영역(610)(또는, 제1 외부 객체)에 대한 초점을 조정할 수 있다. 프로세서(450)는 제1 외부 객체 영역(610)에 대한 위상차 데이터를 이용하여 제1 외부 객체 영역(610)(또는, 제1 외부 객체)의 거리 정보를 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(450)는 적어도 제2 외부 객체 영역(620)에 대응하는 위상차 서브 픽셀들(621, 622)로부터 획득된 데이터를 이용하여 제2 외부 객체 영역(620)에 대한 위상차 데이터를 결정할 수 있다. 프로세서(450)는 결정된 제2 외부 객체 영역(620)에 대한 위상차 데이터를 이용하여 제2 외부 객체 영역(620)(또는, 제2 외부 객체)에 대한 거리 정보를 결정할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 이미지 센서 구동 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 동작 710에서, 제어 회로(예: 도 2a의 제어 회로(220))는 적어도 하나의 픽셀(예: 도 2a의 적어도 하나의 픽셀(210))을 이용하여, 외부 객체에 대한 광을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(220)는 적어도 하나의 픽셀(210)을 활성화하고, 적어도 하나의 픽셀들(210)에 포함된 서브 픽셀들에 축적된 전하를 순차적으로 리드 아웃할 수 있다.
동작 720에서, 제어 회로(220)는 제3 마이크로 렌즈(예: 도 2a의 제3 마이크로 렌즈(ML3))를 통해 상기 제3 서브 픽셀(예: 도 2a의 제3 서브 픽셀(PD3))과 상기 제4 서브 픽셀(예: 도 2a의 제4 서브 픽셀(PD4))로부터 획득된 데이터를 이용하여 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(220)는 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터(예: 수광량) 간의 차이를 확인(예: 산출)하고, 데이터 간의 차이에 기반하여 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)에 대응하는 외부 객체의 깊이 데이터를 생성할 수 있다.
동작 730에서, 제어 회로(220)는 광과 관련하여 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득한 데이터를 처리하여 적어도 하나의 픽셀(210)에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(220)는 제1 출력 모드에서는 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득한 데이터를 비닝하고 아날로그 디지털 변환하여 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어 회로(220)는 제2 출력 모드에서는 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득한 데이터를 각기 아날로그 디지털 변환하여 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 생성할 수 있다.
동작 740에서, 제어 회로(220)는 생성된 픽셀 데이터 및 깊이 데이터를 외부 프로세서(예: 도 4의 프로세서(450))로 출력할 수 있다. 제어 회로(220)는 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터의 경우, 재배열한 후 외부 프로세서(450)로 전송할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 이미지 센서 제어 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 동작 810에서, 프로세서(예: 도 4의 프로세서(450))는 적어도 하나의 픽셀(210)을 이용하여, 상기 렌즈(예: 도 4의 렌즈 어셈블리(411)에 포함된 하나 이상의 렌즈들)를 통과한 외부 객체에 대한 광을 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 센서(예: 도 4의 이미지 센서(415))를 제어하여, 적어도 하나의 픽셀(210)을 활성화하고, 적어도 하나의 픽셀(210)에 포함된 서브 픽셀들에 축적된 전하를 순차적으로 리드 아웃할 수 있다.
동작 820에서, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여, 제3 마이크로 렌즈(ML3)를 통해 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터에 기반하여 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득된 데이터(예: 수광량) 간의 차이를 확인(예: 산출)하고, 데이터 간의 차이에 기반하여 제3 서브 픽셀(PD3)과 제4 서브 픽셀(PD4)에 대응하는 외부 객체의 깊이 데이터(위상차 데이터)를 생성할 수 있다.
동작 830에서, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여, 상기 제1 서브 픽셀(PD1), 상기 제2 서브 픽셀(PD2), 상기 제3 서브 픽셀(PD3) 및 상기 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득한 데이터에 기반하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여, 제1 출력 모드에서는 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득한 데이터를 비닝하고 아날로그 디지털 변환하여 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)를 이용하여, 제2 출력 모드에서는 제1 서브 픽셀(PD1), 제2 서브 픽셀(PD2), 제3 서브 픽셀(PD3) 및 제4 서브 픽셀(PD4)로부터 획득한 데이터를 각기 아날로그 디지털 변환하여 서브 픽셀 단위의 픽셀 데이터를 생성할 수 있다.
동작 840에서, 프로세서(450)는 상기 픽셀 데이터에 기반하여 생성된 이미지를 상기 디스플레이(예: 도 4의 프로세서(450))를 통하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 데이터의 각 픽셀들이 R 정보, G 정보 및 B 정보를 모두 포함하도록 이미지 데이터를 칼라 보간하고, 칼라 보간된 이미지 데이터를 지정된 포맷(예: YUV 포맷)으로 변환할 수 있다. 프로세서(450)는 변환된 이미지 데이터에 기반하여 이미지를 생성하고, 생성된 이미지를 디스플레이(예: 도 4의 디스플레이(430))를 통해 표시할 수 있다.
동작 850에서, 프로세서(450)는 외부 객체와 관련된 깊이 데이터에 기반하여 하나 이상의 렌즈들을 이동하여 상기 외부 객체에 대한 초점을 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(450)는 이미지 데이터로부터 초점을 맞추어야 할 외부 객체의 위치(예: 인물이 포함된 이미지의 얼굴 위치)를 확인할 수 있다. 외부 객체의 위치가 확인되면, 프로세서(450)는 이미지 센서(415)에 포함된 위상차 서브 픽셀들 중에서 외부 객체의 초점 조정에 이용할 위상차 서브 픽셀들을 결정할 수 있다. 프로세서(450)는 결정된 위상차 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터를 이용하여 외부 객체에 대한 깊이 데이터(위상차 데이터)를 획득하고, 깊이 데이터에 기반하여 하나 이상의 렌즈들을 이동함에 따라 외부 객체에 대한 초점을 조정할 수 있다.
도 9은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(900) 내의 전자 장치(901)(예: 도 4의 전자 장치(400))의 블럭도이다. 도 9을 참조하면, 네트워크 환경(900)에서 전자 장치(901)는 제1 네트워크(998)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(902)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(999)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(904) 또는 서버(908)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)는 서버(908)를 통하여 전자 장치(904)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)는 프로세서(920)(예: 도 4의 프로세서(450)), 메모리(930) (예: 도 4의 메모리(440)), 입력 장치(950), 음향 출력 장치(955), 표시 장치(960) (예: 도 4의 디스플레이(430)), 오디오 모듈(970), 센서 모듈(976), 인터페이스(977), 햅틱 모듈(979), 카메라 모듈(980)(예: 도 4의 이미지 센서(415) 및 렌즈(411)), 전력 관리 모듈(988), 배터리(989), 통신 모듈(990), 가입자 식별 모듈(996), 또는 안테나 모듈(997)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(901)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(960) 또는 카메라 모듈(980))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(976)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(960)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(920)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(940))를 실행하여 프로세서(920)에 연결된 전자 장치(901)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(920)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(976) 또는 통신 모듈(990))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(932)에 로드하고, 휘발성 메모리(932)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(934)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(920)는 메인 프로세서(921)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(923)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(923)은 메인 프로세서(921)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(923)는 메인 프로세서(921)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(923)는, 예를 들면, 메인 프로세서(921)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(921)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(921)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(921)와 함께, 전자 장치(901)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(960), 센서 모듈(976), 또는 통신 모듈(990))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(923)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(980) 또는 통신 모듈(990))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(930)는, 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(920) 또는 센서모듈(976))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(940)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(930)는, 휘발성 메모리(932) 또는 비휘발성 메모리(934)를 포함할 수 있다.
프로그램(940)은 메모리(930)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(942), 미들 웨어(944) 또는 어플리케이션(946)을 포함할 수 있다.
입력 장치(950)는, 전자 장치(901)의 구성요소(예: 프로세서(920))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(901)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(950)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(955)는 음향 신호를 전자 장치(901)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(955)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(960)는 전자 장치(901)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(960)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(960)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(970)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(970)은, 입력 장치(950)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(955), 또는 전자 장치(901)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(976)은 전자 장치(901)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(976)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 칼라 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(977)는 전자 장치(901)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(977)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(978)는, 그를 통해서 전자 장치(901)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(978)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(979)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(979)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(980)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(980)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(988)은 전자 장치(901)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(989)는 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(989)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(990)은 전자 장치(901)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902), 전자 장치(904), 또는 서버(908))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(990)은 프로세서(920)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(990)은 무선 통신 모듈(992)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(994)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(998)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(999)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(992)은 가입자 식별 모듈(996)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(998) 또는 제 2 네트워크(999)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(901)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(997)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(997)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(998) 또는 제 2 네트워크(999)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(990)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(990)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(997)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(999)에 연결된 서버(908)를 통해서 전자 장치(901)와 외부의 전자 장치(904)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(902, 904) 각각은 전자 장치(901)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(902, 904, or 908) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(901)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(901)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(901)로 전달할 수 있다. 전자 장치(901)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다.. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 10는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈(980)을 예시하는 블럭도(1000)이다. 도 10를 참조하면, 카메라 모듈(980)은 렌즈 어셈블리(1010)(예: 도 4의 렌즈 어셈블리(411)), 플래쉬(1020), 이미지 센서(1030)(예: 도 4의 이미지 센서(415), 이미지 스태빌라이저(1040), 메모리(1050)(예: 버퍼 메모리), 또는 이미지 시그널 프로세서(1060)(예: 도 4의 프로세서(450))를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(1010)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(1010)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(980)은 복수의 렌즈 어셈블리(1010)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(980)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)를 형성할 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(1010)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, f 넘버(f number), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 어셈블리의 렌즈 속성들과 다른 하나 이상의 렌즈 속성들을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(1010)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다.
플래쉬(1020)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 일실시예에 따르면, 플래쉬(1020)는 하나 이상의 발광 다이오드들(예: RGB(red-green-blue) LED, white LED, infrared LED, 또는 ultraviolet LED), 또는 xenon lamp를 포함할 수 있다. 이미지 센서(1030)는 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(1010)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 센서(1030)는, 예를 들면, RGB 센서, BW(black and white) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나의 이미지 센서, 동일한 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들, 또는 다른 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(1030)에 포함된 각각의 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device) 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서를 이용하여 구현될 수 있다.
이미지 스태빌라이저(1040)는 카메라 모듈(980) 또는 이를 포함하는 전자 장치(901)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(1010)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(1030)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지 센서(1030)의 동작 특성을 제어(예: 리드 아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 이는 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향의 적어도 일부를 보상하게 해 준다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(1040)는, 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(1040)은 카메라 모듈(980)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(980) 또는 전자 장치(901)의 그런 움직임을 감지할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(1040)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있다. 메모리(1050)는 이미지 센서(1030)을 통하여 획득된 이미지의 적어도 일부를 다음 이미지 처리 작업을 위하여 적어도 일시 저장할 수 있다. 예를 들어, 셔터에 따른 이미지 획득이 지연되거나, 또는 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 이미지(예: Bayer-patterned 이미지 또는 높은 해상도의 이미지)는 메모리(1050)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상도의 이미지)는 표시 장치(960)을 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(1050)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(1060)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일실시예에 따르면, 메모리(1050)는 메모리(930)의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(1060)는 이미지 센서(1030)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(1050)에 저장된 이미지에 대하여 하나 이상의 이미지 처리들을 수행할 수 있다. 상기 하나 이상의 이미지 처리들은, 예를 들면, 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(1060)는 카메라 모듈(980)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(1030))에 대한 제어(예: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(1060)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(1050)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(980)의 외부 구성 요소(예: 메모리(930), 표시 장치(960), 전자 장치(902), 전자 장치(904), 또는 서버(908))로 제공될 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(1060)는 프로세서(920)의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(920)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(1060)이 프로세서(920)과 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(1060)에 의해 처리된 적어도 하나의 이미지는 프로세서(920)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 표시 장치(960)를 통해 표시될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(901)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(980)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(980)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(980)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(901)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(936) 또는 외장 메모리(938))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(940))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(901))의 프로세서(예: 프로세서(920))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 이미지 센서에 있어서,
    컬러 필터로 덮인 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 제3 서브 픽셀 및 제4 서브 픽셀을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈; 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈; 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 포함하는 적어도 하나의 픽셀; 및
    상기 적어도 하나의 픽셀과 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 적어도 하나의 픽셀을 이용하여, 외부 객체에 대한 광을 획득하고,
    상기 제3 마이크로 렌즈를 통해 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 이용하여, 상기 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고,
    상기 광과 관련하여 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득한 데이터를 처리하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하고,
    상기 픽셀 데이터 및 상기 깊이 데이터를 외부 프로세서로 전송하도록 설정된 이미지 센서.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 칼라 필터는,
    녹색 광(green light)에 대응하는 파장 범위를 통과시키도록 형성된 이미지 센서.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은,
    상기 적어도 하나의 픽셀의 가로 방향으로 상호 인접하도록 배치된 이미지 센서.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은,
    상기 적어도 하나의 픽셀의 세로 방향으로 상호 인접하도록 배치된 이미지 센서.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은,
    상기 적어도 하나의 픽셀의 대각선 방향으로 상호 인접하도록 배치된 이미지 센서.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 픽셀은, 복수의 픽셀들이고,
    상기 복수의 픽셀들 각각에 포함된 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀은,
    상기 각 픽셀들의 가로 방향, 상기 각 픽셀들의 세로 방향 또는 상기 각 픽셀들의 대각선 방향 중 복수의 방향으로 상호 인접하도록 배치된 이미지 센서.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 제1 서브 픽셀로부터 획득된 제1 데이터 및 상기 제2 서브 픽셀로부터 획득된 제2 데이터에 적어도 기반하여, 상기 제3 서브 픽셀에 대한 제3 데이터 및 상기 제4 서브 픽셀에 대한 제4 데이터를 복원하고,
    상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 포함하는 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정된 이미지 센서.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 각기 획득된 데이터를 비닝(binning)하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정된 이미지 센서.
  9. 이미지 센서에 있어서,
    지정된 채널 패턴에 따라 배열된 복수의 픽셀들; 각 픽셀들은, 하나의 칼라 필터 및 상기 칼라 필터로 덮인 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 제3 서브 픽셀 및 제4 서브 픽셀을 포함하고, 및
    상기 복수의 픽셀들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하고,
    상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들은,
    상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈; 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈; 및 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 각기 더 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 복수의 픽셀들을 이용하여, 외부 객체에 대한 광을 획득하고,
    상기 적어도 일부 픽셀들 각각에 포함된, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 이용하여 상기 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고,
    상기 복수의 픽셀들 각각에 포함된, 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀들로부터 획득된 데이터를 이용하여 상기 각 픽셀들에 대한 픽셀 데이터를 생성하고,
    상기 픽셀 데이터 및 상기 깊이 데이터를 외부 프로세서로 전송하도록 설정된 이미지 센서.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 적어도 일부 픽셀들에 포함된 칼라 필터는,
    녹색 광(green light)에 대응하는 파장 범위의 광을 통과시키도록 형성된 이미지 센서.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀들은,
    상기 적어도 일부 픽셀들 각각의 가로 방향, 상기 각 픽셀들의 세로 방향 또는 상기 각 픽셀들의 대각선 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상호 인접하도록 배치된 이미지 센서.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀로부터 획득된 데이터에 기반하여, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀에 대한 데이터를 복원하고,
    상기 복원된 데이터 및 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀로부터 획득된 데이터에 기반하여 상기 적어도 일부 픽셀들 각각에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정된 이미지 센서.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터를 비닝(binning)하여 상기 적어도 일부 픽셀들 각각에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정된 이미지 센서.
  14. 전자 장치에 있어서,
    카메라 모듈, 상기 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리 및 적어도 하나의 픽셀을 포함하는 이미지 센서를 포함하고;
    디스플레이; 및
    상기 디스플레이 및 상기 카메라 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 픽셀은,
    하나의 컬러 필터로 덮인 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 제3 서브 픽셀 및 제4 서브 픽셀을 포함하고,
    상기 제1 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈, 상기 제2 서브 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈 및 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 픽셀을 이용하여, 상기 하나 이상의 렌즈를 통과한 외부 객체에 대한 광을 획득하고,
    상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제3 마이크로 렌즈를 통해 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득된 데이터에 기반하여, 외부 객체와 관련된 깊이 데이터를 생성하고,
    상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 획득한 데이터에 기반하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하고,
    상기 픽셀 데이터에 기반하여, 생성된 이미지를 상기 디스플레이를 통하여 표시하고,
    상기 깊이 데이터에 기반하여, 상기 하나 이상의 렌즈를 이동하여 상기 외부 객체에 대한 초점을 조정하도록 설정된 전자 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은,
    상기 적어도 하나의 픽셀 내에서 가로 방향으로 상호 인접하도록 배치된 전자 장치.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은,
    상기 적어도 하나의 픽셀 내에서 세로 방향으로 상호 인접하도록 배치된 전자 장치.
  17. 청구항 14에 있어서, 상기 제3 서브 픽셀과 상기 제4 서브 픽셀은,
    상기 적어도 하나의 픽셀 내에서 대각선 방향으로 상호 인접하도록 배치된 전자 장치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 적어도 하나의 픽셀은, 복수의 픽셀들이고,
    상기 복수의 픽셀들 각각에 포함된 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀은,
    상기 각 픽셀들의 가로 방향, 상기 각 픽셀들의 세로 방향 또는 상기 각 픽셀들의 대각선 방향 중 복수의 방향으로 상호 인접하도록 배치된 전자 장치.
  19. 청구항 14에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 서브 픽셀로부터 획득된 제1 데이터 및 상기 제2 서브 픽셀로부터 획득된 제2 데이터에 적어도 기반하여, 상기 제3 서브 픽셀에 대한 제3 데이터 및 상기 제4 서브 픽셀에 대한 제4 데이터를 복원하고,
    상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 포함하는 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  20. 청구항 14에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 제1 서브 픽셀, 상기 제2 서브 픽셀, 상기 제3 서브 픽셀 및 상기 제4 서브 픽셀로부터 각기 획득된 데이터를 비닝(binning)하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 생성하도록 설정된 전자 장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102545173B1 (ko) * 2018-03-09 2023-06-19 삼성전자주식회사 위상 검출 픽셀들을 포함하는 이미지 센서 및 이미지 촬상 장치
WO2021152933A1 (ja) * 2020-01-31 2021-08-05 富士フイルム株式会社 撮像装置、撮像装置の作動方法、及びプログラム
US20210367006A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Camera in Display
US11594069B1 (en) * 2021-09-08 2023-02-28 Omnivision Technologies, Inc. Anti-spoofing optical fingerprint sensor methods and hardware with color selection
US11620852B2 (en) * 2021-09-08 2023-04-04 Omnivision Technologies, Inc. Method for detecting spoof fingerprints with an under-display fingerprint sensor
CN115881741A (zh) * 2021-09-29 2023-03-31 三星电子株式会社 图像传感器和包括该图像传感器的电子装置
KR102668683B1 (ko) * 2021-09-29 2024-05-23 삼성전자주식회사 색분리 렌즈 어레이를 구비하는 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
CN114125243A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 维沃移动通信有限公司 图像传感器、摄像模组、电子设备及像素信息获取方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105611124A (zh) * 2015-12-18 2016-05-25 广东欧珀移动通信有限公司 图像传感器、成像方法、成像装置及电子装置
KR20180059842A (ko) * 2015-09-25 2018-06-05 퀄컴 인코포레이티드 위상 검출 오토포커스 연산
WO2018196704A1 (zh) * 2017-04-28 2018-11-01 Oppo广东移动通信有限公司 双核对焦图像传感器及其对焦控制方法和成像装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104221365B (zh) 2012-03-30 2018-11-06 株式会社尼康 拍摄元件、摄影方法及拍摄装置
US9451147B2 (en) * 2012-06-11 2016-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image processing method, image pickup apparatus, method of controlling image pickup apparatus, and non-transitory computer-readable storage medium
JP2015153975A (ja) * 2014-02-18 2015-08-24 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法および電子機器
KR102556653B1 (ko) 2014-12-18 2023-07-18 소니그룹주식회사 고체 촬상 소자, 및 전자 장치
KR20160100569A (ko) 2015-02-16 2016-08-24 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치
US9420164B1 (en) * 2015-09-24 2016-08-16 Qualcomm Incorporated Phase detection autofocus noise reduction
US10044959B2 (en) 2015-09-24 2018-08-07 Qualcomm Incorporated Mask-less phase detection autofocus
US10015416B2 (en) * 2016-05-24 2018-07-03 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems with high dynamic range and phase detection pixels
US10128284B2 (en) * 2016-06-23 2018-11-13 Qualcomm Incorporated Multi diode aperture simulation
CN107105141B (zh) * 2017-04-28 2019-06-28 Oppo广东移动通信有限公司 图像传感器、图像处理方法、成像装置和移动终端
KR102662032B1 (ko) * 2019-06-19 2024-05-03 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미지 센서를 포함하는 전자 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180059842A (ko) * 2015-09-25 2018-06-05 퀄컴 인코포레이티드 위상 검출 오토포커스 연산
CN105611124A (zh) * 2015-12-18 2016-05-25 广东欧珀移动通信有限公司 图像传感器、成像方法、成像装置及电子装置
WO2018196704A1 (zh) * 2017-04-28 2018-11-01 Oppo广东移动通信有限公司 双核对焦图像传感器及其对焦控制方法和成像装置

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