KR20220162017A

KR20220162017A - 이미지 센서

Info

Publication number: KR20220162017A
Application number: KR1020210107536A
Authority: KR
Inventors: 노요환; 김대관; 정소영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2022-12-07

Abstract

이미지 센서가 개시된다. 이미지 센서는, 레드 컬러를 각각 센싱하고 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 레드 픽셀 및 제2 레드 픽셀을 각각 포함하는 복수의 레드 픽셀 그룹들, 그린 컬러를 각각 센싱하고 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 그린 픽셀 및 제2 그린 픽셀을 각각 포함하는 복수의 그린 픽셀 그룹들, 블루 컬러를 각각 센싱하고 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 블루 픽셀 및 제2 블루 픽셀을 각각 포함하는 복수의 블루 픽셀 그룹들, 및 특정 컬러를 각각 센싱하고 제2 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 컬러 픽셀 및 제2 컬러 픽셀을 포함하는 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹을 포함하고, 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직이고, 특정 컬러는 레드 컬러, 블루 컬러, 및 그린 컬러와 상이한 컬러이고, 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹은, 레드 픽셀 그룹들 및 그린 픽셀 그룹들 사이에 배치되고, 그린 픽셀 그룹들 및 블루 픽셀 그룹들 사이에 배치될 수 있다.

Description

이미지 센서{IMAGE SENSOR}

본 발명의 기술적 사상은 이미지 센서에 관한 것이다.

화상을 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서는 디지털 카메라, 휴대전화용 카메라 및 휴대용 캠코더와 같은 일반 소비자용 전자기기뿐만 아니라, 자동차, 보안장치 및 로봇에 장착되는 카메라에도 사용된다. 이러한 이미지 센서는 픽셀 어레이를 구비하며, 픽셀 어레이에 포함된 각각의 픽셀은 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 화상 촬영을 빠른 시간에 정확하게 수행할 수 있도록, 오토 포커스(auto focus, AF) 기능을 수행할 것이 요구된다.

본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 다양한 컬러를 센싱하고, 상하좌우 방향의 AF 기능을 수행하는 이미지 센서를 제공하는 데에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 기술적 사상에 따른 이미지 센서는, 레드 컬러를 각각 센싱하고 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 레드 픽셀 및 제2 레드 픽셀을 각각 포함하는 복수의 레드 픽셀 그룹들, 그린 컬러를 각각 센싱하고 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 그린 픽셀 및 제2 그린 픽셀을 각각 포함하는 복수의 그린 픽셀 그룹들, 블루 컬러를 각각 센싱하고 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 블루 픽셀 및 제2 블루 픽셀을 각각 포함하는 복수의 블루 픽셀 그룹들, 및 특정 컬러를 각각 센싱하고 제2 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 컬러 픽셀 및 제2 컬러 픽셀을 포함하는 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹을 포함하고, 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직이고, 특정 컬러는 레드 컬러, 블루 컬러, 및 그린 컬러와 상이한 컬러이고, 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹은, 레드 픽셀 그룹들 및 그린 픽셀 그룹들 사이에 배치되고, 그린 픽셀 그룹들 및 블루 픽셀 그룹들 사이에 배치될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 이미지 센서는, 제1 컬러 모드 및 제2 컬러 모드로 동작하는 이미지 센서에 있어서, 레드 컬러, 그린 컬러, 및 블루 컬러 중 대응하는 컬러를 센싱하는 복수의 픽셀들을 포함하는 제1 픽셀 그룹, 및 시안 컬러, 마젠타 컬러, 및 옐로우 컬러 중 대응하는 컬러를 센싱하는 복수의 픽셀들을 포함하는 제2 픽셀 그룹을 포함하고, 제1 픽셀 그룹에 포함된 픽셀들의 수는 제2 픽셀 그룹에 포함된 픽셀들의 수보다 많고, 이미지 센서는 제1 컬러 모드에서는 제1 픽셀 그룹으로부터 출력된 픽셀 신호들을 이용하여 RGB 이미지 데이터를 생성하고, 제2 컬러 모드에서는 제2 픽셀 그룹으로부터 출력된 픽셀 신호들을 이용하여 CMY 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 이미지 센서는, 레드 컬러를 각각 센싱하고 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유하는, 복수의 레드 픽셀들을 각각 포함하는 복수의 레드 공유 픽셀 그룹들, 그린 컬러를 각각 센싱하고 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유하는, 복수의 그린 픽셀들을 각각 포함하는 복수의 그린 공유 픽셀 그룹들, 블루 컬러를 각각 센싱하고 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유하는, 복수의 블루 픽셀들을 각각 포함하는 복수의 블루 공유 픽셀 그룹들, 및 특정 컬러를 각각 센싱하고 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유하는, 복수의컬러 픽셀들을 포함하는 복수의 컬러 픽셀 그룹들을 포함하고, 특정 컬러는 레드 컬러, 블루 컬러, 및 그린 컬러와 상이한 컬러이고, 복수의 그린 공유 픽셀 그룹들 각각에 포함된 그린 픽셀들의 수는, 복수의 레드 공유 픽셀 그룹 각각에 포함된 레드 픽셀들의 수보다 많고, 복수의 레드 공유 픽셀 그룹들 각각에 포함된 레드 픽셀들의 수는, 복수의 컬러 픽셀 그룹들 각각에 포함된 컬러 픽셀들의 수보다 많을 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 이미지 센서는, 레드 컬러를 센싱하는 복수의 레드 픽셀들, 그린 컬러를 센싱하는 복수의 그린 픽셀들, 블루 컬러를 센싱하는 복수의 블루 픽셀들, 및 옐로우 컬러를 센싱하는 복수의 옐로우 픽셀들을 포함하고, 레드 픽셀들의 수, 그린 픽셀들의 수, 블루 픽셀들의 수, 및 옐로우 픽셀들의 수에 대한 비율은, 6:8:6:4일 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 이미지 센서는 레드 컬러, 그린 컬러, 및 블루 컬러 이외의 컬러도 함께 센싱할 수 있으므로 컬러 감도가 향상될 수 있다. 이미지 센서는 제1 방향의 AF 기능을 제공하는 동시에 제1 방향에 수직인 제2 방향의 AF 기능을 모두 제공할 수 있다. 또한, 이미지 센서는 전하 비닝(charge binning) 동작을 통해 픽셀의 최대 전하 저장 용량(full well capacity; FWC)이 증가될 수 있고, 넓은 다이나믹 레인지를 확보할 수 있다.

본 개시의 예시적 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 본 개시의 예시적 실시 예들에 대한 기재로부터 본 개시의 예시적 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시 예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.

도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 디지털 촬상 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 컬러 모드들에 따른 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 컬러 모드들에 따른 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 및 도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀들에 제공되는 전송 제어 신호들을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀들에 연결되는 컬럼 출력 라인들을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 3의 레드 공유 픽셀 그룹의 예시적인 회로도이다.
도 11은 도 3의 레드 공유 픽셀 그룹 및 옐로우 픽셀 그룹의 예시적인 회로도이다.
도 12는 도 11의 레드 공유 픽셀 그룹 및 옐로우 픽셀 그룹에 제공되는 제어 신호들을 도시한 타이밍도이다.
도 13은 본 개시의 예시적인 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타내는 개략도이다.
도 14는 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록도이다.
도 15은 도 14의 카메라 모듈의 상세 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 디지털 촬상 장치(10)의 예시적인 구조를 나타낸 도면으로서, 디지털 촬상 장치(10)가 AF(Auto-Focus) 기능을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

본 개시의 일 실시예에 따른 디지털 촬상 장치(10)는 촬상부(11), 이미지 센서(100) 및 프로세서(12)를 포함할 수 있다. 디지털 촬상 장치(10)는 초점 검출 기능을 구비할 수 있다.

디지털 촬상 장치(10)의 전체 동작은 프로세서(12)에 의해 제어될 수 있다. 프로세서(12)는 렌즈 구동부(11_2), 및, 제어부(120) 등에 각 구성 요소의 동작을 위한 제어 신호를 제공할 수 있다.

촬상부(11)는 광을 수신하는 구성 요소로서, 렌즈(11_1), 및 렌즈 구동부(11_2)를 포함할 수 있다. 렌즈(11_1)는 복수의 렌즈들을 구비할 수 있다. 촬상부(11)는 조리개 및 조리개 구동부를 더 포함할 수도 있다.

렌즈 구동부(11_2)는 프로세서(12)와 초점 검출에 관한 정보를 통신할 수 있고, 프로세서(12)에서 제공된 제어 신호에 따라 렌즈(11_1)의 위치를 조절할 수 있다. 렌즈 구동부(11_2)는 렌즈(11_1)를 객체(20)로부터의 거리가 증가하는 방향 또는 감소하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 이로써, 렌즈(11_1)와 객체(20) 사이의 거리가 조절될 수 있다. 렌즈(11_1)의 위치에 따라 객체(20)에 대한 초점이 맞거나 흐려질 수 있다.

예를 들어, 렌즈(11_1)와 객체(20) 사이의 거리가 상대적으로 가까운 경우, 렌즈(11_1)는 객체(20)에 대한 초점을 맞추기 위한 초점 위치(In-focus Position)에서 벗어나 있을 수 있고, 이미지 센서(100)에 촬상된 이미지들 사이에 위상 차가 발생할 수 있다. 렌즈 구동부(11_2)는 프로세서(12)에서 제공된 제어 신호에 기초하여, 렌즈(11_1)를 객체(20)로부터의 거리가 증가하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

또는, 렌즈(11_1)와 객체(20) 사이의 거리가 상대적으로 먼 경우, 렌즈(11_1)는 초점 위치에서 벗어나 있을 수 있고, 이미지 센서(100)에 맺힌 이미지들 사이에 위상 차가 발생할 수 있다. 렌즈 구동부(11_2)는 프로세서(12)에서 제공된 제어 신호에 기초하여, 렌즈(11_1)를 객체(20)로부터의 거리가 감소하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

이미지 센서(100)는 입사되는 광을 이미지 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(110), 제어부(120) 및 신호 처리부(130)를 포함할 수 있다. 렌즈(11_1)를 투과한 광학 신호는 픽셀 어레이(110)의 수광면에 이르러 피사체의 상을 결상할 수 있다.

픽셀 어레이(110)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CIS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)일 수 있다. 이와 같은 픽셀 어레이(110)는 제어부(120)에 의해 감도 등이 조절될 수 있다. 픽셀 어레이(110)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들은 각각 감지된 빛의 세기에 따라 픽셀 신호를 생성할 수 있다.

이미지 센서(100)는 프로세서(12)로 이미지 정보를 제공할 수 있고, 프로세서(12)는 이미지 정보를 이용하여 위상차 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(12)는 신호 처리부(130)로부터 픽셀들에서 생성된 픽셀 신호들에 따른 이미지 정보를 수신하여 위상차 연산을 수행할 수 있고, 위상차 연산은 이미지 정보의 상관 연산을 실시하여 구할 수 있다. 프로세서(12)는 위상차 연산 결과로 초점의 위치, 초점의 방향 또는 객체(20)와 이미지 센서(100) 사이의 거리 등을 구할 수 있다. 프로세서(12)는 위상차 연산 결과를 기초로 하여, 렌즈(11_1)의 위치를 이동시키기 위해 렌즈 구동부(11_2)로 제어 신호를 출력할 수 있다.

프로세서(12)는 입력된 신호에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(Gamma Correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 화질 개선을 위한 이미지 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 화질 개선을 위한 이미지 신호 처리를 하여 생성한 이미지 데이터를 압축 처리하여 이미지 파일을 생성할 수 있으며, 또는 상기 이미지 파일로부터 이미지 데이터를 복원할 수 있다.

도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(110), 제어부(120), 신호 처리부(130), 로우 드라이버(140) 및 신호 독출부(150)를 포함할 수 있다. 신호 독출부(150)는 상관 이중 샘플러(Correlated-Double Sampling, 이하 CDS; 151), 아날로그-디지털 컨버터(Analog-Digital Converter, 이하 ADC; 153) 및 버퍼(155)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 달리 신호 처리부(130)는 이미지 센서(100) 외부의 프로세서(예를 들어, 도 1의 20)에 구비될 수도 있다.

픽셀 어레이(110)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들은 각각 감지된 빛의 세기에 따라 픽셀 신호들을 생성할 수 있다.

픽셀 어레이(110)는 제1 픽셀 그룹(PG1) 및 제2 픽셀 그룹(PG2)을 포함할 수 있다. 제1 픽셀 그룹(PG1) 및 제2 픽셀 그룹(PG2) 각각은 서로 다른 색 공간(color space)의 컬러를 센싱하기 위한 픽셀들을 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 컬러 모드에 따라, 제1 컬러 모드에서 제1 픽셀 그룹(PG1)에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여 RGB 이미지 데이터를 출력할 수 있고, 제2 컬러 모드에서 제2 픽셀 그룹(PG2)에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여 CMY 이미지 데이터를 출력할 수도 있다. 또는, 이미지 센서(100)는 제3 컬러 모드에서는 제1 픽셀 그룹(PG1) 및 제2 픽셀 그룹(PG2)에서 생성된 픽셀 신호들을 모두 이용하여 RGBCMY 이미지 데이터를 출력할 수도 있다.

예를 들어, 제1 픽셀 그룹(PG1)은 레드(red) 컬러를 센싱하는 레드 픽셀들을 포함하는 레드 픽셀 그룹(GR), 그린(green) 컬러를 센싱하는 그린 픽셀들을 포함하는 그린 픽셀 그룹(GG), 및 블루 컬러(blue)를 센싱하는 블루 픽셀들을 포함하는 블루 픽셀 그룹(GB)을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 픽셀 그룹(PG2)은 시안(cyan) 컬러를 센싱하는 시안 픽셀들을 포함하는 시안 픽셀 그룹(GC), 마젠타(magenta) 컬러를 센싱하는 마젠타 픽셀들을 포함하는 마젠타 픽셀 그룹(GM), 및 옐로우(yellow) 컬러를 센싱하는 옐로우 픽셀들을 포함하는 옐로우 픽셀 그룹(GY)을 포함할 수 있다. 다만, 제2 픽셀 그룹(PG2)은 시안 픽셀 그룹(GC) 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)만을 포함할 수도 있고, 또는, 제2 픽셀 그룹(PG2)은 화이트(white) 컬러를 센싱하는 화이트 픽셀 그룹들만 포함할 수도 있다.

컬러 특성 상 레드 컬러, 그린 컬러, 또는 블루 컬러를 감지하는 픽셀보다 시안 컬러, 마젠타 컬러, 또는 옐로우 컬러를 감지하는 픽셀의 감도가 더 높을 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 픽셀 어레이(110)에 포함된 시안 픽셀들, 마젠타 픽셀들, 및 옐로우 픽셀들 각각의 수는, 레드 픽셀들(또는 블루 픽셀들의 수 또는 그린 픽셀들의 수)의 수보다 적을 수 있다.

픽셀 어레이(110)는 오토 포커스(auto focus, AF) 기능 또는 거리 측정 기능을 수행할 수 있는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들은 AF 기능을 수행하기 위한 픽셀 신호 및 이미지 촬영을 위한 픽셀 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서(100)는 AF 데이터 및 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

픽셀 어레이(110)에 포함된 복수의 픽셀들 각각은 대응하는 제1 내지 제n 컬럼 출력 라인(CLO_0~CLO_n-1)을 통해 픽셀 신호를 CDS(151)으로 출력할 수 있다. AF 모드에서, 복수의 픽셀들은 각각으로부터 출력되는 픽셀 신호들은 위상 차를 산출하기 위해 이용되는 위상 신호들일 수 있다. 위상 신호들은 이미지 센서(100)에 맺힌 이미지들의 위치들에 관한 정보를 포함할 수 있고, 산출된 위상 차들에 기초하여 렌즈(예를 들어, 도 1의 11_1)의 초점 위치가 산출될 수 있다. 예를 들어, 위상 차를 0으로 만드는 렌즈(11_1)의 위치가 초점 위치일 수 있다.

위상 신호들은 객체에 대한 초점을 맞추는 기능뿐만 아니라, 객체(예를 들어, 도 1의 20)와 이미지 센서(100) 사이의 거리 측정에도 이용될 수 있다. 객체(20)와 이미지 센서(100) 사이의 거리를 측정하기 위하여, 이미지 센서(100)에 맺힌 이미지들 사이의 위상 차들, 렌즈(11_1)와 이미지 센서(100) 사이의 거리, 렌즈(11_1)의 크기, 렌즈(11_1)의 초점 위치 등과 같은 추가의 정보들이 참조될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 레드 픽셀 그룹(GR), 그린 픽셀 그룹(GG) 및 블루 픽셀 그룹(BG) 각각은 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고, 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 시안 픽셀 그룹(GC), 마젠타 픽셀 그룹(GM), 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)은 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 서로 인접하게 배치되고, 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 제1 픽셀 그룹(PG1)에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여 제1 방향(좌우 방향)의 AF 기능을 수행할 수 있고, 제2 픽셀 그룹(PG2)에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여 제2 방향(상하 방향)의 AF 기능을 수행할 수도 있다.

제어부(120)는 픽셀 어레이(110)가 빛을 흡수하여 전하를 축적하게 하거나, 축적된 전하를 임시로 저장하게 하고, 저장된 전하에 따른 전기적 신호를 픽셀 어레이(110)의 외부로 출력하게 하도록, 로우 드라이버(140)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 픽셀 어레이(110)가 제공하는 픽셀 신호의 레벨을 측정하도록, 신호 독출부(150)를 제어할 수 있다.

로우 드라이버(140)는 픽셀 어레이(110)를 제어하기 위한 신호들(RSs, TSs, SELSs)을 생성하고, 복수의 픽셀들에 제공할 수 있다. 로우 드라이버(140)는 AF 기능 또는 이미지 촬영 기능을 수행하기 위해 복수의 픽셀들로 제공되는 리셋 제어 신호들(RSs), 전송 제어 신호들(TSs), 선택 신호들(SELSs)의 활성화 및 비활성화 타이밍을 결정할 수 있다. 또한, 로우 드라이버(140)는 전하 비닝(charge binning) 동작을 수행하기 위해 복수의 픽셀들로 제공되는 리셋 제어 신호들(RSs), 전송 제어 신호들(TSs), 선택 신호들(SELSs)의 활성화 및 비활성화 타이밍을 결정할 수 있다.

CDS(151)는 픽셀 어레이(110)에서 제공한 픽셀 신호를 샘플링 및 홀드할 수 있다. CDS(151)는 특정한 노이즈의 레벨과 픽셀 신호에 따른 레벨을 이중으로 샘플링하여, 그 차이에 해당하는 레벨을 출력할 수 있다. 또한, CDS(151)는 램프 신호 생성기(157)가 생성한 램프 신호를 입력 받아 서로 비교하여 비교 결과를 출력할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(153)는 CDS(151)로부터 수신하는 레벨에 대응하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 버퍼(155)는 디지털 신호를 래치(latch)할 수 있고, 래치된 신호는 순차적으로 신호 처리부(130) 또는 이미지 센서(100)의 외부로 출력될 수 있다.

신호 처리부(130)는 수신되는 복수의 픽셀들(PX)로부터 출력되는 픽셀 신호들에 기초하여, 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(130)는 노이즈 저감 처리, 게인 조정, 파형 정형화 처리, 보간 처리, 화이트밸런스 처리, 감마 처리, 에지 강조 처리, 등을 수행할 수 있다. 또한, 신호 처리부(130)는 AF 동작 시에 복수의 픽셀들로부터 출력되는 위상 신호들에 기초하여 신호 처리를 수행할 수 있고, 신호 처리된 정보를 프로세서(12)로 출력함으로써 프로세서(12)가 AF 동작을 위한 위상차 연산을 수행하도록 할 수 있다.

신호 처리부(130)는 제1 컬러 모드에서 RGB 이미지 데이터를 출력할 수 있고, 제2 컬러 모드에서 CMY 이미지 데이터를 출력할 수도 있다. 또는, 이미지 센서(100)는 제3 컬러 모드에서는 RGBCMY 이미지 데이터를 출력할 수도 있다.

예시적인 실시 예에서, 신호 처리부(130)는 제3 컬러 모드에서, 복수의 레드 픽셀 그룹(GR)들에 의해 생성된 레드 이미지 정보 및 복수의 옐로우 픽셀 그룹(GY)들에 의해 생성된 옐로우 이미지 정보를 수신하고, 옐로우 이미지 정보에 웨이트를 적용하여 레드 이미지 정보와 합산함으로써, 처리된 레드 이미지 정보를 생성할 수도 있다. 또는, 신호 처리부(130)는 복수의 블루 픽셀 그룹(GB)들에 의해 생성된 블루 이미지 정보 및 복수의 시안 픽셀 그룹(GC)들에 의해 생성된 시안 이미지 정보를 수신하고, 시안 이미지 정보에 웨이트를 적용하여 블루 이미지 정보와 합산함으로써, 처리된 블루 이미지 정보를 생성할 수도 있다. 또는, 신호 처리부(130)는 복수의 그린 픽셀 그룹(GG)들에 의해 생성된 그린 이미지 정보 및 복수의 마젠타 픽셀 그룹(GM)들에 의해 생성된 마젠타 이미지 정보를 수신하고, 마젠타 이미지 신호에 웨이트를 적용하여 그린 이미지 정보와 합산함으로써, 처리된 그린 이미지 정보를 생성할 수도 있다.

도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 일부의 일 예시를 나타내는 도면이다

도 3을 참조하면, 픽셀 어레이(110)는 복수의 레드 픽셀 그룹(GR)들, 복수의 그린 픽셀 그룹(GG)들, 및 복수의 블루 픽셀 그룹(GB)들을 포함할 수 있고, 복수의 시안 픽셀 그룹(GC)들, 복수의 마젠타 픽셀 그룹(GM)들, 및 복수의 옐로우 픽셀 그룹(GY)들을 포함할 수 있다. 복수의 레드 픽셀 그룹(GR)들에는 레드 컬러(R) 필터, 복수의 그린 픽셀 그룹(GG)들에는 그린 컬러(G) 필터, 복수의 블루 픽셀 그룹(GB)들에는 블루 컬러(B) 필터가 배치될 수 있고, 복수의 시안 픽셀 그룹(GC)들에는 시안 컬러(C) 필터, 복수의 마젠타 픽셀 그룹(GM)들에는 마젠타 컬러(M) 필터, 복수의 옐로우 픽셀 그룹(GY)들에는 옐로우 컬러(YY) 필터가 배치될 수 있다.

레드 픽셀 그룹(GR)은 레드 픽셀들, 예를 들어, 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 레드 픽셀(PXR1) 및 제2 레드 픽셀(PXR2)을 포함할 수 있다. 제1 레드 픽셀(PXR1) 및 제2 레드 픽셀(PXR2) 상에는 하나의 마이크로 렌즈(MLX)가 배치될 수 있다. 즉, 제1 레드 픽셀(PXR1) 및 제2 레드 픽셀(PXR2)은 하나의 마이크로 렌즈(MLX)를 공유할 수 있다. 그린 픽셀 그룹(GG)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되고, 하나의 마이크로 렌즈(MLX)를 공유하는 그린 픽셀들, 예를 들어, 제1 그린 픽셀(PXG1) 및 제2 그린 픽셀(PXG2)을 포함할 수 있다. 블루 픽셀 그룹(GB)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되고, 하나의 마이크로 렌즈(MLX)를 공유하는 블루 픽셀들, 예를 들어, 제1 블루 픽셀(PXB1) 및 제2 블루 픽셀(PXB2)을 포함할 수 있다.

마이크로 렌즈(MLX)의 형상 및 굴절율에 의해, 제1 레드 픽셀(PXR1) 및 제2 레드 픽셀(PXR2) 각각에서 생성되는 전하량이 달라질 수 있고, 제1 그린 픽셀(PXG1) 및 제2 그린 픽셀(PXG2) 각각에서 생성되는 전하량이 달라질 수 있고, 제1 블루 픽셀(PXB1) 및 제2 블루 픽셀(PXB2) 각각에서 생성되는 전하량이 달라질 수 있다. 따라서, 제1 레드 픽셀(PXR1), 제1 그린 픽셀(PXG1) 및, 제1 블루 픽셀(PXB1) 각각에서 출력되는 제1 픽셀 신호들, 및 제2 레드 픽셀(PXR2), 제2 그린 픽셀(PXG2) 및, 제2 블루 픽셀(PXB2) 각각에서 출력되는 제2 픽셀 신호들에 기초하여 제1 방향(X)의 AF 기능이 수행될 수 있다.

시안 픽셀 그룹(GC)은 제2 방향(Y)으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈(MLY)를 공유하는 시안 픽셀들, 예를 들어, 제1 시안 픽셀(PXC1) 및 제2 시안 픽셀(PXC2)을 포함할 수 있다. 마젠타 픽셀 그룹(MG)은 제2 방향(Y)으로 서로 인접하게 배치되고, 하나의 마이크로 렌즈(MLY)를 공유하는 마젠타 픽셀들, 예를 들어, 제1 마젠타 픽셀(PXM1) 및 제2 마젠타 픽셀(PXM2)을 포함할 수 있다. 옐로우 픽셀 그룹(GY)은 제2 방향(Y)으로 서로 인접하게 배치되고, 하나의 마이크로 렌즈(MLY)를 공유하는 옐로우 픽셀들, 예를 들어, 제1 옐로우 픽셀(PXY1) 및 제2 옐로우 픽셀(PXY2)을 포함할 수 있다.

마이크로 렌즈(MLY)의 형상 및 굴절율에 의해, 제1 시안 픽셀(PXC1) 및 제2 시안 픽셀(PXC2) 각각에서 생성되는 전하량이 달라질 수 있고, 제1 마젠타 픽셀(PXM1) 및 제2 마젠타 픽셀(PXM2) 각각에서 생성되는 전하량이 달라질 수 있고, 제1 옐로우 픽셀(PXY1) 및 제2 옐로우 픽셀(PXY2) 각각에서 생성되는 전하량이 달라질 수 있다. 따라서, 제1 시안 픽셀(PXC1), 제1 마젠타 픽셀(PXM1) 및, 제1 옐로우 픽셀(PXY1) 각각에서 출력되는 제1 픽셀 신호들, 및 제2 시안 픽셀(PXC2), 제2 마젠타 픽셀(PXM2) 및, 제2 옐로우 픽셀(PXY2) 각각에서 출력되는 제2 픽셀 신호들에 기초하여 제2 방향(Y)의 AF 기능이 수행될 수 있다.

레드 공유 픽셀 그룹(SGR)은 제2 방향(Y)으로 연속적으로 배치되는 3개의 레드 픽셀 그룹(GR)들을 포함할 수 있다. 즉, 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)은 연속적으로 배치되는 제1 내지 제3 열(row) 각각에 2개씩 서로 인접하도록 배치되는 총 6개의 레드 픽셀들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)에 포함되는 레드 픽셀들은 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유할 수 있고, 동일한 컬럼 출력 라인에 연결될 수 있다.

그린 공유 픽셀 그룹(SGG)은 연속적으로 배치되는 제1 내지 제3 열에 배치되는 4개의 그린 픽셀 그룹(GG)들을 포함할 수 있다. 제2 열에 배치되는 2개의 그린 픽셀 그룹(GG)들은 서로 제1 방향(X)으로 인접하게 배치될 수 있고, 제1 열의 그린 픽셀 그룹(GG) 및 제3 열의 그린 픽셀 그룹(GG)과 모두 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)은 연속적으로 배치되는 제1 내지 제3 열 각각에 2개, 4개, 및 2개씩 서로 인접하도록 배치되는 총 8개의 그린 픽셀들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)에 포함되는 그린 픽셀들은 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유할 수 있고, 동일한 컬럼 출력 라인에 연결될 수 있다.

블루 공유 픽셀 그룹(SGB)은 제2 방향(Y)으로 연속적으로 배치되는 3개의 블루 픽셀 그룹(GB)들을 포함할 수 있다. 즉, 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)은 연속적으로 배치되는 제1 내지 제3 열 각각에 2개씩 서로 인접하도록 배치되는 총 6개의 블루 픽셀들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)에 포함되는 블루 픽셀들은 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유할 수 있고, 동일한 컬럼 출력 라인에 연결될 수 있다.

레드 공유 픽셀 그룹(SGR), 그린 공유 픽셀 그룹(SGG), 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)은 베이어 패턴을 가질 수 있다. 이미지 센서(도 2의 100)는 레드 공유 픽셀 그룹(SGR), 그린 공유 픽셀 그룹(SGG), 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB) 각각에서 출력된 픽셀 신호들을 이용하여 베이어 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

레드 공유 픽셀 그룹(SGR), 그린 공유 픽셀 그룹(SGG), 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB) 각각은, 시안 픽셀 그룹(GC), 마젠타 픽셀 그룹(GM), 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)과 모두 인접할 수 있다. 또한, 시안 픽셀 그룹(GC), 마젠타 픽셀 그룹(GM), 및 옐로우 픽셀 그룹(GY) 각각은, 레드 공유 픽셀 그룹(SGR), 그린 공유 픽셀 그룹(SGG), 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB) 모두와 인접할 수 있다. 시안 픽셀 그룹(GC), 마젠타 픽셀 그룹(GM), 및 옐로우 픽셀 그룹(GY) 각각은, 레드 공유 픽셀 그룹(SGR) 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG) 사이에 배치될 수 있고, 그린 공유 픽셀 그룹(SGG), 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB) 사이에 배치될 수 있다.

픽셀 어레이(110)에는 레드 픽셀들, 그린 픽셀들, 및 블루 픽셀들 각각의 수보다 시안 픽셀들, 마젠타 픽셀들, 및 옐로우 픽셀들 각각의 수가 적을 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 픽셀 어레이(110)에서, 레드 픽셀들의 수, 그린 픽셀들의 수, 블루 픽셀들의 수, 시안 픽셀들의 수, 마젠타 픽셀들의 수, 및 옐로우 픽셀들의 수는, 6:8:6:2:4:2의 비율을 가질 수 있다. 컬러 특성 상 레드 컬러(R), 그린 컬러(G), 또는 블루 컬러(B)를 감지하는 픽셀보다 시안 컬러(C), 마젠타 컬러(M), 또는 옐로우 컬러(YY)를 감지하는 픽셀의 감도가 더 높을 수 있고, 따라서, 시안 픽셀들, 마젠타 픽셀들, 및 옐로우 픽셀들 각각의 수가 상대적으로 적더라도 이미지 센서(100)의 RGB 감도와 비교하여, CMY 감도가 상대적으로 저하되지 않을 수 있다.

본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 RGB 컬러뿐만 아니라 CMY 컬러를 모두 센싱할 수 있으므로, 컬러 감도가 향상될 수 있다. 또한, 이미지 센서(100)는 제1 방향(X)의 AF 기능을 제공하는 동시에 제2 방향(Y)의 AF 기능을 모두 제공할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 컬러 모드들에 따른 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도 4a 및 도 4b는 도 3의 픽셀 어레이(110)를 포함하는 이미지 센서(100)의 동작을 설명한다.

도 4a를 참조하면, 이미지 센서(도 1의 100)는 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)에 포함된 6개의 레드 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시에 축적(전하 비닝)하여, 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있다. 또한, 동일한 방법으로 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)에 포함된 8개의 그린 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시에 축적하여 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있고, 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)에 포함된 6개의 블루 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시에 축적하여 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 실질적으로 픽셀의 최대 전하 저장 용량(full well capacity; FWC)이 증가될 수 있다.

레드 공유 픽셀 그룹(SGR)들, 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)들, 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)들은 서로 일정한 제1 거리(D1)를 두고 반복적으로 배치될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)들, 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)들, 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)들은 베이어(bayer) 패턴을 갖도록 배치될 수 있다. 즉, 하나의 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)의 중심으로부터 상기 하나의 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)과 가장 가까운 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)의 중심까지의 거리는 제1 거리(D1)일 수 있고, 하나의 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)의 중심으로부터 상기 하나의 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)과 가장 가까운 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)의 중심까지의 거리도 제1 거리(D1)일 수 있다.

이미지 센서(100)는 시안 픽셀 그룹(GC)에 포함된 2개의 시안 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시 축적하여, 시안 픽셀 그룹(GC)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있다. 또한, 동일한 방법으로 마젠타 픽셀 그룹(GM)에 포함된 2개의 마젠타 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시 축적하여 마젠타 픽셀 그룹(GM)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있고, 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 포함된 2개의 옐로우 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시에 축적하여 옐로우 픽셀 그룹(GY)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있다.

시안 픽셀 그룹(GC)들, 마젠타 픽셀 그룹(GM)들, 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)들은 서로 일정한 제2 거리(D2)를 두고 반복적으로 배치될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 베이어 패턴에서 레드 컬러가 배치되는 위치에 시안 픽셀 그룹(GC)이 배치되고, 베이어 패턴에서 블루 컬러가 배치되는 위치에 마젠타 픽셀 그룹(GM)이 배치되고, 베이어 패턴에서 그린 컬러가 배치되는 위치에서 옐로우 픽셀 그룹(GY)이 배치되는 것과 같은 패턴을 갖도록 배치될 수 있다. 즉, 하나의 시안 픽셀 그룹(GC)의 중심으로부터 상기 하나의 시안 픽셀 그룹(GC)과 가장 가까운 옐로우 픽셀 그룹(GY)의 중심까지의 거리는 제2 거리(D2)일 수 있고, 하나의 마젠타 픽셀 그룹(GM)의 중심으로부터 상기 하나의 마젠타 픽셀 그룹(GM)과 가장 가까운 옐로우 픽셀 그룹(GY)의 중심까지의 거리도 제2 거리(D2)일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 거리(D1)는 제2 거리(D2)와 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 픽셀의 형상에 따라 서로 달라질 수도 있다.

도 4b를 참조하면, 이미지 센서(도 1의 100)는 제1 컬러 모드에서 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)들, 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)들, 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)들에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여, RGB 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(100)의 신호 처리부(도 2의 130) 또는 프로세서(도 1의 12)는 RGB 이미지 데이터로부터 디모자이크 처리 동작을 통해 레드 이미지 데이터, 그린 이미지 데이터, 및 블루 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

이미지 센서(100)는 제2 컬러 모드에서 시안 픽셀 그룹(GC)들, 마젠타 픽셀 그룹(GM)들, 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)들에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여, CMY 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(100)의 신호 처리부(130) 또는 프로세서(12)는 CMY 이미지 데이터로부터 디모자이크 처리 동작을 통해 시안 이미지 데이터, 마젠타 이미지 데이터, 및 옐로우 이미지 데이터를 생성할 수 있고, 또는, 레드 이미지 데이터, 그린 이미지 데이터, 및 블루 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.

이미지 센서(100)는 제3 컬러 모드에서 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)들, 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)들, 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)들, 시안 픽셀 그룹(GC)들, 마젠타 픽셀 그룹(GM)들, 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)들에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여, RGBCMY 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 이미지 센서(100)는 이종의 컬러를 센싱하는 픽셀들에 대해 전하 비닝 동작을 수행하여, 하나의 픽셀처럼 동작시킬 수도 있다. 예를 들어, 이미지 센서(100)는 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)에 포함된 6개의 레드 픽셀들에서 생성된 광전하, 및 2개 이하의 옐로우 픽셀 그룹(GY)들에 포함된 4개(또는 2개)의 옐로우 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시에 축적하여, 10개(또는 8개)의 픽셀들을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(100)는 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)에 포함된 6개의 블루 픽셀들에서 생성된 광전하, 및 시안 픽셀 그룹(GC)에 포함된 2개의 시안 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시에 축적하여, 8개의 픽셀들을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있다. 또는 예를 들어, 이미지 센서(100)는 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)에 포함된 8개의 그린 픽셀들에서 생성된 광전하, 및 마젠타 픽셀 그룹(GM)에 포함된 2개의 마젠타 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시에 축적하여, 10개의 픽셀들을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수도 있다.

본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 RGB 컬러 이외에 CMY 컬러도 센싱이 가능하고, 컬러 모드에 따라 RGB 이미지 데이터 또는 CMY 이미지 데이터를 생성할 수 있으므로, 컬러 감도가 향상될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 컬러 모드들에 따른 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도 5a 및 도 5b는 도 3의 픽셀 어레이(110)를 포함하는 이미지 센서(100)의 동작을 설명한다.

도 5a를 참조하면, 이미지 센서(도 1의 100)는 레드 픽셀 그룹(GR)에 포함된 2개의 레드 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시 축적(charge binning)하여, 레드 픽셀 그룹(GR)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있다. 또한, 동일한 방법으로 그린 픽셀 그룹(GG)에 포함된 2개의 그린 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시 축적하여 그린 픽셀 그룹(GG)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있고, 블루 픽셀 그룹(GB)에 포함된 2개의 블루 픽셀들에서 생성된 광전하를 동시에 축적하여 블루 픽셀 그룹(GB)을 하나의 픽셀처럼 구동시킬 수 있다.

도 5b를 참조하면, 레드 픽셀 그룹(GR)들, 및 블루 픽셀 그룹(GB)들 중 일부의 위치를 조정하여, 가상 레드 픽셀 그룹(GRV)들 및 가상 블루 픽셀 그룹(GB)들이 형성된 것으로 가정할 수 있고, 가상 레드 픽셀 그룹(GRV)들 및 가상 블루 픽셀 그룹(GB)들로부터 픽셀 신호들이 출력된 것으로 가정할 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(도 3의 Y)으로 연속적으로 배치된 3개의 레드 픽셀 그룹(GR)들 중 중심에 배치된 레드 픽셀 그룹(GR)의 위치를 제1 방향(도 3의 X) 및 제1 방향(X)의 역방향(-X)으로 조정하여 가상 레드 픽셀 그룹(GRV)들에서부터 픽셀 신호들이 출력된 것으로 가정할 수 있다.

이에 따라, 레드 픽셀 그룹(GR)들, 가상 레드 픽셀 그룹(GRV)들, 그린 픽셀 그룹(GG)들, 블루 픽셀 그룹(GB)들 및 가상 블루 픽셀 그룹(GBV)들이 테트라(tetra) 패턴을 갖도록 배치될 수 있다. 즉, 동일한 컬러를 센싱하는 픽셀 그룹이 4개씩 반복되도록 배치될 수 있고, 동일한 컬러를 센싱하는 4개의 픽셀 그룹들은 마름모 형태로 배치될 수 있다.

이미지 센서(도 1의 100)는 제1 컬러 모드에서 레드 픽셀 그룹(GR)들, 그린 픽셀 그룹(GG)들, 및 블루 픽셀 그룹(GB)들에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여, RGB 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(도 1의 12) 또는 신호 처리부(도 2의 130)에서는, 마름모 형태의 테트라 패턴에 따른 RGB 이미지 데이터를 리모자이크 처리하여 레드 컬러 이미지, 그린 컬러 이미지 및 블루 컬러 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(100)는 조도에 따라, 감도를 증가시키기 위해 도 4b에서 설명된 RGB 데이터를 생성할 수 있고, 해상도를 증가시키기 위해 도 5b에서의 RGB 데이터를 생성할 수 있다.

이미지 센서(100)는 제2 컬러 모드에서 시안 픽셀 그룹(GC)들, 마젠타 픽셀 그룹(GM)들, 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)들에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여, CMY 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(100)는 제3 컬러 모드에서 레드 픽셀 그룹(GR)들, 그린 픽셀 그룹(GG)들, 블루 픽셀 그룹(GB)들, 시안 픽셀 그룹(GC)들, 마젠타 픽셀 그룹(GM)들, 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)들에서 생성된 픽셀 신호들을 이용하여, RGBCMY 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 RGB 컬러 이외에 CMY 컬러도 센싱이 가능하고, 컬러 모드에 따라 RGB 이미지 데이터 또는 CMY 이미지 데이터를 생성할 수 있으므로, 컬러 감도가 향상될 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이를 설명하기 위한 도면들로서, 도 3의 픽셀 어레이(110)의 다른 실시 예를 도시한 것이다. 도 6 및 도 7에 대한 설명에서는, 도 3에서와 동일한 부호에 대해 도 3의 설명에서와 중복되는 설명을 생략하겠다.

도 6을 참조하면, 픽셀 어레이(110a)는 복수의 레드 픽셀 그룹(GR)들, 복수의 그린 픽셀 그룹(GG)들, 및 복수의 블루 픽셀 그룹(GB)들을 포함할 수 있고, 복수의 시안 픽셀 그룹(GC)들, 및 복수의 옐로우 픽셀 그룹(GY)들을 포함할 수 있다. 도 3의 픽셀 어레이(110)와 비교하여, 픽셀 어레이(110a)는 픽셀 어레이(110)에서 마젠타 픽셀 그룹(GM)들이 배치된 위치에 배치된 시안 픽셀 그룹(GC)들을 포함할 수 있다.

도 7을 참조하면, 픽셀 어레이(110b)는 복수의 레드 픽셀 그룹(GR)들, 복수의 그린 픽셀 그룹(GG)들, 및 복수의 블루 픽셀 그룹(GB)들을 포함할 수 있고, 복수의 화이트 픽셀 그룹(GW)들을 포함할 수 있다.

화이트 픽셀 그룹(GW)은 제2 방향(Y)으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈(MLY)를 공유하는 화이트 픽셀들, 예를 들어, 제1 화이트 픽셀(PXW1) 및 제2 화이트 픽셀(PXW2)을 포함할 수 있다. 도 3의 픽셀 어레이(110)와 비교하여, 픽셀 어레이(110b)는 픽셀 어레이(110)에서 시안 픽셀 그룹(GC)들, 마젠타 픽셀 그룹(GM)들, 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)들이 배치된 위치에 배치된 화이트 픽셀 그룹(GW)들을 포함할 수 있다. 따라서, 픽셀 어레이(110b)는 제2 방향(Y)의 AF 기능을 수행할 수 있는 화이트 픽셀 그룹(GW)들을 포함함으로써, 이미지 센서는 제2 방향(Y)의 AF 기능이 향상될 수 있다.

도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀들에 제공되는 전송 제어 신호들을 설명하기 위한 도면이다. 도 8는 도 3의 픽셀 어레이(110)에 제공되는 전송 제어 신호들을 설명한다. 도 8에서 특정 픽셀 상에 배치된 커넥트(CNT)는, 커넥트(CNT)를 통해 특정 전송 제어 신호가 상기 특정 픽셀에 제공됨을 의미할 수 있다. 도 8에서 설명되는 전송 제어 신호들은 도 2의 전송 제어 신호들(TSs)에 포함될 수 있다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 제1 방향(X)으로 나란하게 배치된 옐로우 픽셀 그룹(GY) 및 시안 픽셀 그룹(GC)은 동일한 전송 제어 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 포함된 제1 옐로우 픽셀(PXY1) 및 시안 픽셀 그룹(GC)에 포함된 제1 시안 픽셀(PXC1)은 제1 전송 제어 신호(TS_CY_U)를 수신할 수 있고, 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 포함된 제2 옐로우 픽셀(PXY2) 및 시안 픽셀 그룹(GC)에 포함된 제2 시안 픽셀(PXC2)은 제2 전송 제어 신호(TS_CY_D)를 수신할 수 있다. 제1 전송 제어 신호(TS_CY_U)가 활성화되면 제1 옐로우 픽셀(PXY1) 및 제1 시안 픽셀(PXC1) 각각에서 생성된 광전하에 따른 제1 픽셀 신호들이 출력될 수 있고, 제2 전송 제어 신호(TS_CY_D)가 활성화 되면 제2 옐로우 픽셀(PXY2) 및 제2 시안 픽셀(PXC2) 각각에서 생성된 광전하에 따른 제2 픽셀 신호들이 출력될 수 있다. 따라서, 이미지 센서(도 2의 100)는 제1 픽셀 신호들 및 제2 픽셀 신호들을 이용하여 제2 방향(Y)의 AF 기능을 수행하는 것이 가능하다.

제1 방향(X)으로 나란하게 배치된 레드 픽셀 그룹(GR) 및 그린 픽셀 그룹(GG)은 동일한 전송 제어 신호들을 수신할 수 있다. 또한, 제1 방향(X)으로 나란하게 배치된 레드 공유 픽셀 그룹(SGR) 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)에 포함된 레드 픽셀 그룹(GR)들 및 그린 픽셀 그룹(GG)들은 동일한 제어 신호들을 수신할 수 있다.

예를 들어, 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)에 포함된 제1 레드 픽셀(PXR1)들 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)에 포함된 제1 그린 픽셀(PXG1)들은 제3 전송 제어 신호(TS_RG_L)를 수신할 수 있고, 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)에 포함된 제2 레드 픽셀(PXR2)들 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)에 포함된 제2 그린 픽셀(PXG2)들은 제4 전송 제어 신호(TS_RG_R)를 수신할 수 있다. 제3 전송 제어 신호(TS_RG_L)가 활성화되면 제1 레드 픽셀(PXR1)들 및 제1 그린 픽셀(PXG1)들 각각에서 생성된 광전하에 따른 제1 픽셀 신호들이 출력될 수 있고, 제4 전송 제어 신호(TS_RG_R)가 활성화되면 제2 레드 픽셀(PXR2)들 및 제2 그린 픽셀(PXG2)들 각각에서 생성된 광전하에 따른 제2 픽셀 신호들이 출력될 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)는 제1 픽셀 신호들 및 제2 픽셀 신호들을 이용하여 제1 방향(Y)의 AF 기능을 수행하는 것이 가능하다.

제1 방향(X)으로 나란하게 배치된 마젠타 픽셀 그룹(GM), 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)은 동일한 전송 제어 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 마젠타 픽셀 그룹(GM)에 포함된 제1 마젠타 픽셀(PXM1) 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 포함된 제1 옐로우 픽셀(PXY1)은 제5 전송 제어 신호(TS_MY_U)를 수신할 수 있고, 마젠타 픽셀 그룹(GM)에 포함된 제2 마젠타 픽셀(PXM2) 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 포함된 제2 옐로우 픽셀(PXY2)은 제6 전송 제어 신호(TS_MY_D)를 수신할 수 있다. 제5 전송 제어 신호(TS_MY_U)가 활성화되면 제1 마젠타 픽셀(PXM1) 및 제1 옐로우 픽셀(PXY1) 각각에서 생성된 광전하에 따른 제1 픽셀 신호들이 출력될 수 있고, 제6 전송 제어 신호(TS_MY_D)가 활성화되면 제2 마젠타 픽셀(PXM2) 및 제2 옐로우 픽셀(PXY2) 각각에서 생성된 광전하에 따른 제2 픽셀 신호들이 출력될 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)는 제1 픽셀 신호들 및 제2 픽셀 신호들을 이용하여 제2 방향(Y)의 AF 기능을 수행하는 것이 가능하다.

제1 방향(X)으로 나란하게 배치된 그린 픽셀 그룹(GG) 및 블루 픽셀 그룹(GB)은 동일한 전송 제어 신호들을 수신할 수 있다. 또한, 제1 방향(X)으로 나란하게 배치된 그린 공유 픽셀 그룹(SGG) 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)에 포함된 그린 픽셀 그룹(GG)들 및 블루 픽셀 그룹(GB)들은 동일한 제어 신호들을 수신할 수 있다.

예를 들어, 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)에 포함된 제1 블루 픽셀(PXB1)들 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)에 포함된 제1 그린 픽셀(PXG1)들은 제7 전송 제어 신호(TS_BG_L)를 수신할 수 있고, 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)에 포함된 제2 블루 픽셀(PXB2)들 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)에 포함된 제2 그린 픽셀(PXG2)들은 제8 전송 제어 신호(TS_BG_R)를 수신할 수 있다. 제7 전송 제어 신호(TS_BG_L)가 활성화되면 제1 블루 픽셀(PXB1)들 및 제1 그린 픽셀(PXG1)들 각각에서 생성된 광전하에 따른 제1 픽셀 신호들이 출력될 수 있고, 제8 전송 제어 신호(TS_BG_R)가 활성화되면 제2 블루 픽셀(PXB2)들 및 제2 그린 픽셀(PXG2)들 각각에서 생성된 광전하에 따른 제2 픽셀 신호들이 출력될 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)는 제1 픽셀 신호들 및 제2 픽셀 신호들을 이용하여 제1 방향(Y)의 AF 기능을 수행하는 것이 가능하다. 다만, 도 8에 도시된 픽셀 어레이에 제공되는 전송 제어 신호들은 하나의 예시로서, 본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 도 8에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다.

도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀들에 연결되는 컬럼 출력 라인들을 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 도 3의 픽셀 어레이(110)에 연결되는 컬럼 출력 라인들을 설명한다. 도 9에서 특정 픽셀 그룹 또는 특정 공유 픽셀 그룹 상에 배치된 출력 노드(OP)는, 출력 노드(OP)를 통해 특정 컬럼 출력 라인에 연결됨을 의미할 수 있다. 도 9에서 설명되는 컬럼 출력 라인들은 도 2의 컬럼 출력 라인들(CLO_0~CLO_n-1)에 포함될 수 있다.

도 3 및 도 9를 참조하면, 제2 방향(Y)으로 나란하게 배치된 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)들 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)들은 제1 컬럼 출력 라인(CLO_RG1) 및 제2 컬럼 출력 라인(CLO_RG2) 중 하나에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치된 한 쌍의 레드 공유 픽셀 그룹(SGR) 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)이 제1 컬럼 출력 라인(CLO_RG1)에 연결되고, 다음 한 쌍의 레드 공유 픽셀 그룹(SGR) 및 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)이 제2 컬럼 출력 라인(CLO_RG1)에 연결될 수 있다. 이와 같은 연결 패턴이 제2 방향(Y)으로 반복될 수 있다.

제2 방향(Y)으로 나란하게 배치된 그린 공유 픽셀 그룹(SGG)들 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)들은 제3 컬럼 출력 라인(CLO_BG1) 및 제4 컬럼 출력 라인(CLO_BG2) 중 하나에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치된 한 쌍의 그린 공유 픽셀 그룹(SGG) 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)이 제3 컬럼 출력 라인(CLO_BG1)에 연결되고, 다음 한 쌍의 그린 공유 픽셀 그룹(SGG) 및 블루 공유 픽셀 그룹(SGB)이 제4 컬럼 출력 라인(CLO_BG2)에 연결될 수 있다. 이와 같은 연결 패턴이 제2 방향(Y)으로 반복될 수 있다.

제2 방향(Y)으로 나란하게 배치된 옐로우 픽셀 그룹(GY)들 및 마젠타 픽셀 그룹(GM)들은 동일한 컬럼 출력 라인(CL0_MY)에 연결될 수 있다. 또한, 제2 방향(Y)으로 나란하게 배치된 시안 픽셀 그룹(GC)들 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)들은 동일한 컬럼 출력 라인(CL0_CY)에 연결될 수 있다.

본 개시에 따른 이미지 센서(도 2의 100)는 RGB 컬러를 센싱하는 픽셀들에 연결되는 컬럼 출력 라인들과 CMY 컬러를 센싱하는 픽셀들에 연결되는 컬럼 출력 라인들이 서로 구별될 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)는 동시에 RGB 컬러 및 CMY 컬러를 함께 센싱하는 것이 가능하다. 다만, 도 9에 도시된 픽셀 어레이와 컬럼 출력 라인들의 연결 관계는 하나의 예시로서, 본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 도 9에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, RGB 컬러를 센싱하는 픽셀들에 연결되는 컬럼 출력 라인들 및 CMY 컬러를 센싱하는 픽셀들에 연결되는 컬럼 출력 라인들 중 적어도 일부는 공통될 수도 있다.

도 10은 도 3의 레드 공유 픽셀 그룹의 예시적인 회로도이다. 도 10에서의 레드 공유 픽셀 그룹(SRG)에 대한 설명은, 도 3의 그린 공유 픽셀 그룹(SGG), 블루 공유 픽셀 그룹(SGB), 시안 픽셀 그룹(GC), 마젠타 픽셀 그룹(GM), 및 옐로우 픽셀 그룹(SY) 각각에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 10을 참조하면, 레드 공유 픽셀 그룹(SRG)의 제1 열에 배치되는 제1 레드 픽셀 그룹(GR1)의 제1 레드 픽셀(PXR1)은 제1 포토 다이오드(PDR11) 및 제1 전송 트랜지스터(TXR11)를 포함할 수 있고, 제1 레드 픽셀 그룹(GR1)의 제2 레드 픽셀(PXR2)은 제2 포토 다이오드(PDR12) 및 제2 전송 트랜지스터(TXR12)를 포함할 수 있다.

레드 공유 픽셀 그룹(SRG)의 제2 열에 배치되는 제2 레드 픽셀 그룹(GR2)의 제1 레드 픽셀(PXR1)은 제1 포토 다이오드(PDR21) 및 제1 전송 트랜지스터(TXR21)를 포함할 수 있고, 제2 레드 픽셀 그룹(GR2)의 제2 레드 픽셀(PXR2)은 제2 포토 다이오드(PDR22) 및 제2 전송 트랜지스터(TXR22)를 포함할 수 있다.

레드 공유 픽셀 그룹(SRG)의 제3 열에 배치되는 제3 레드 픽셀 그룹(GR3)의 제1 레드 픽셀(PXR1)은 제1 포토 다이오드(PDR31) 및 제1 전송 트랜지스터(TXR31)를 포함할 수 있고, 제3 레드 픽셀 그룹(GR3)의 제2 레드 픽셀(PXR2)은 제2 포토 다이오드(PDR32) 및 제2 전송 트랜지스터(TXR32)를 포함할 수 있다.

제1 포토 다이오드들(PDR11, PDR21, PDR31) 및 제2 포토 다이오드들(PDR12, PDR22, PDR32) 각각은 빛의 세기에 따라 가변되는 광 전하를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 포토 다이오드들(PDR11, PDR21, PDR31) 및 제2 포토 다이오드들(PDR12, PDR22, PDR32) 각각은 P-N 접합 다이오드로서, 입사된 광량에 비례하여 전하, 즉, 음의 전하인 전자와 양의 전하인 정공을 생성할 수 있다. 제1 포토 다이오드들(PDR11, PDR21, PDR31) 및 제2 포토 다이오드들(PDR12, PDR22, PDR32) 각각은 광전 변환 소자의 예로서, 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(pinned photo diode(PPD)) 및 이들의 조합 중에서 적어도 하나일 수 있다.

제1 전송 트랜지스터들(TXR11, TXR21, TXR31) 및 제2 전송 트랜지스터들(TXR12, TXR22, TXR32) 각각은 전송 제어 신호들(TS_RG_L, TS_RG_R, 예를 들어, 도 8에서 설명된 제3 전송 제어 신호(TS_RG_L) 및 제4 전송 제어 신호(TS_RG_R)) 중 대응하는 전송 제어 신호에 응답하여, 턴-온될 수 있다. 제1 전송 트랜지스터들(TXR11, TXR21, TXR31) 및 제2 전송 트랜지스터들(TXR12, TXR22, TXR32) 각각은 대응하는 포토 다이오드에서 생성된 광 전하를 플로팅 디퓨젼 영역(FD)으로 전송할 수 있고, 광 전하가 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 누적되어 저장될 수 있다.

레드 공유 픽셀 그룹(SRG)은 선택 트랜지스터(SX), 소스 팔로워(SF), 리셋 트랜지스터(RX), 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX), 및 커패시터(CS)를 포함할 수 있다. 다만, 도 10에 도시된 바와 달리, 선택 트랜지스터(SX), 소스 팔로워(SF), 리셋 트랜지스터(RX), 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX), 및 커패시터(CS) 중 적어도 하나가 생략될 수 있다.

레드 공유 픽셀 그룹(SRG)에 포함된 제1 레드 픽셀(PXR1)들 및 제2 레드 픽셀(PXR2)들은 동일한 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 공유할 수 있고, 선택 트랜지스터(SX), 소스 팔로워(SF), 리셋 트랜지스터(RX), 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX), 및 커패시터(CS)를 공유할 수 있다.

리셋 트랜지스터(RX)는 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 축적된 전하들을 주기적으로 리셋시킬 수 있다. 리셋 트랜지스터(RX)의 소스 전극은 플로팅 디퓨젼 영역(FD)과 연결되며 드레인 전극은 전원 전압(VPIX)에 연결될 수 있다. 리셋 제어 신호(RS)에 따라 리셋 트랜지스터(RX)가 턴-온되면, 리셋 트랜지스터(RX)의 드레인 전극과 연결된 전원 전압(VPIX)이 플로팅 디퓨젼 영역(FD)로 전달될 수 있다. 리셋 트랜지스터(RX)가 턴-온될 때 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 축적된 전하들이 배출되어 플로팅 디퓨젼 영역(FD)이 리셋될 수 있다.

컨버젼 게인 트랜지스터(CGX)의 제1 단자는 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 연결될 수 있고, 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX)의 제2 단자는 커패시터(CS)에 연결될 수 있다. 컨버젼 게인 제어 신호(CG)에 응답하여 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX)가 턴-온되면, 커패시터(CS)와 플로팅 디퓨젼 영역(FD)가 서로 연결됨으로써, 플로팅 디퓨전 영역(FD)의 등가 커패시턴스가 증가될 수도 있다. 레드 공유 픽셀 그룹(SRG)의 FWC가 증가될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 도 10에 도시된 바와 달리, 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX)는 플로팅 디퓨젼 영역(FD)과 리셋 트랜지스터(RX)에 연결될 수도 있고, 커패시터(CS)는 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX)와 리셋 트랜지스터(RX)가 연결되는 노드에 일단이 연결될 수 있다. 즉, 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX)와 리셋 트랜지스터(RX)는 직렬로 플로팅 디퓨젼 영역(FD)과 연결될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 이미지 센서(도 2의 100)는 LCG(Low Conversion Gain, LCG) 모드 및 HCG 모드로 동작함으로써, DCG(dual conversion gain, DCG) 기능을 지원할 수 있다. LCG 모드에서는, 플로팅 디퓨젼 영역(FD) 및 커패시터(CS)에 광전하를 축적하기 위해 컨버젼 게인 제어 신호(CG)가 하이 레벨일 수 있다. 따라서, 실질적으로 플로팅 디퓨젼 영역(FD)의 등가 커패시턴스가 증가되는 효과가 발생될 수 있고, 변환 효율(conversion gain)은 감소될 수 있다.

반면, HCG 모드에서는, 컨버젼 게인 제어 신호(CG)가 로우 레벨을 유지할 수 있고. 플로팅 디퓨젼 영역(FD)의 등가 커패시턴스는 상대적으로 작아질 수 있으나, 변환 효율은 증가될 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 이미지 센서(100)는 하나의 프레임 내에서 LCG 모드, 및 HCG 모드를 모두 수행할 수 있고, 다이나믹 레인지 확장이 가능하다.

플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 축적된 광 전하량에 따라 소스 팔로워(SF)가 제어될 수 있다. 소스 팔로워(SF)는 버퍼 증폭기(buffer amplifier)로서 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 충전된 전하에 따른 신호를 버퍼링할 수 있다. 소스 팔로워(SF)는 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에서의 전위 변화를 증폭하고 이를 칼럼 출력 라인(CLO_RG1, 예를 들어, 도 9의 제1 칼럼 출력 라인(CL0_RG1))으로 픽셀 신호(VOUT)로서 출력할 수 있다.

선택 트랜지스터(SX)는 드레인 단자가 소스 팔로워(SF)의 소스 단자에 연결되고, 선택 트랜지스터(SX)는 소스 단자가 출력 노드(OP)에 연결될 수 있다. 선택 트랜지스터(SX)는 선택 신호(SELS)에 응답하여, 칼럼 출력 라인(CLO_RG1)을 통해 CDS(예를 들어, 도 2의 151)로 픽셀 신호(VOUT)를 출력할 수 있다.

도 11은 도 3의 레드 공유 픽셀 그룹 및 옐로우 픽셀 그룹의 예시적인 회로도이다. 도 12는 도 11의 레드 공유 픽셀 그룹 및 옐로우 픽셀 그룹에 제공되는 제어 신호들을 도시한 타이밍도이다. 도 11에서의 레드 공유 픽셀 그룹(SRG) 및 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 대한 설명은, 도 3의 블루 공유 픽셀 그룹(SGB) 및 시안 픽셀 그룹(GC)에 동일하게 적용될 수 있고, 또는, 그린 공유 픽셀 그룹(SGG) 및 마젠타 픽셀 그룹(GM)에도 동일한 설명이 적용될 수 있다. 도 11에 대한 설명에서는 도 10에서와 동일한 부호에 대해 중복 설명을 생략하겠다.

도 11을 참조하면, 옐로우 픽셀 그룹(GY)의 제1 옐로우 픽셀(PXY1)은 제1 포토 다이오드(PDY1) 및 제1 전송 트랜지스터(TXY1)를 포함할 수 있고, 옐로우 픽셀 그룹(GY)의 제2 옐로우 픽셀(PXY2)은 제2 포토 다이오드(PDY12) 및 제2 전송 트랜지스터(TXY12)를 포함할 수 있다.

제1 전송 트랜지스터(TXY1)는 제1 전송 제어 신호(TS_Y_U)에 응답하여, 턴-온될 수 있고, 제2 전송 트랜지스터(TXY2)는 제2 전송 제어 신호(TS_Y_D)에 응답하여, 턴-온될 수 있다. 제1 전송 제어 신호(TS_Y_U)는 도 8의 제1 전송 제어 신호(TS_CY_U) 및 제5 전송 제어 신호(TS_MY_U) 중 하나일 수 있다. 제2 전송 제어 신호(TS_Y_D)는 도 8의 제2 전송 제어 신호(TS_CY_D) 및 제6 전송 제어 신호(TS_MY_D) 중 하나일 수 있다. 제1 전송 트랜지스터(TXY1) 및 제2 전송 트랜지스터(TXY2) 각각은 대응하는 포토 다이오드에서 생성된 광 전하를 플로팅 디퓨젼 영역(FD)으로 전송할 수 있고, 광 전하가 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 누적되어 저장될 수 있다.

옐로우 픽셀 그룹(GY) 및 레드 공유 픽셀 그룹(SRG)은 동일한 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 공유할 수 있고, 선택 트랜지스터(SX), 소스 팔로워(SF), 리셋 트랜지스터(RX), 컨버젼 게인 트랜지스터(CGX), 및 커패시터(CS)를 공유할 수 있다. 옐로우 픽셀 그룹(GY) 및 레드 공유 픽셀 그룹(SRG)은 컬럼 출력 라인(CLO, 예를 들어, 도 2의 제1 내지 제n 컬럼 출력 라인(CLO_0~CLO_n-1 중 하나)으로 픽셀 신호(VOUT)를 출력할 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 하나의 프레임에서 선택 신호(SELS)는 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이될 수 있고, 일정 구간 동안 하이 레벨을 유지할 수 있다. 리셋 제어 신호(RS) 및 컨버젼 게인 제어 신호(CG)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이됨에 따라, 플로팅 디퓨젼 영역(FD) 및 커패시터(CS)에 저장된 광전하를 리셋하는 리셋 동작이 수행될 수 있다.

리셋 동작이 완료되면, 컨버젼 게인 제어 신호(CG)는 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이할 수 있다. 컨버젼 게인 제어 신호(CG)가 로우 레벨인 상태에서 전송 제어 신호들(TS_RG_R, TS_RG_L)이 함께 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이됨에 따라, HCG 모드에서 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)에 의해 생성된 픽셀 신호(VOUT)가 컬럼 출력 라인(CL0)로 출력될 수 있다. 이 후, 컨버젼 게인 제어 신호(CG)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이될 수 있고, LCG 모드에서 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)에 의해 생성된 픽셀 신호(VOUT)가 컬럼 출력 라인(CL0)로 출력될 수 있다. 따라서, 이미지 센서(도 2의 100)는 하나의 프레임 내에서 레드 컬러를 센싱하기 위해 HCG 모드 및 LCG 모드로 모두 동작할 수 있으므로, 다이나믹 레인지(dynamic range) 확장이 가능하다.

이 후, 리셋 제어 신호(RS) 및 컨버젼 게인 제어 신호(CG)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이됨에 따라, 플로팅 디퓨젼 영역(FD) 및 커패시터(CS)에 저장된 광전하를 리셋하는 리셋 동작이 다시 수행될 수 있다.

리셋 동작이 완료되면, 컨버젼 게인 제어 신호(CG)는 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이할 수 있고, 컨버젼 게인 제어 신호(CG)가 로우 레벨인 상태에서 전송 제어 신호들(TS_Y_U, TS_Y_D)이 함께 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이됨에 따라, HCG 모드에서 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 의해 생성된 픽셀 신호(VOUT)가 컬럼 출력 라인(CL0)로 출력될 수 있다. 이 후, 컨버젼 게인 제어 신호(CG)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이될 수 있고, LCG 모드에서 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 의해 생성된 픽셀 신호(VOUT)가 컬럼 출력 라인(CL0)로 출력될 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)는 하나의 프레임 내에서 옐로우 컬러를 센싱하기 위해 HCG 모드 및 LCG 모드로 모두 동작할 수 있으므로, 다이나믹 레인지 확장이 가능하다.

다만, 도 12에서는 이미지 센서(100)가 AF 기능을 수행하지 않을 때의 제어 신호들의 타이밍도를 설명한 것으로, 이미지 센서(100)가 AF 기능을 수행할 때에는 도 12에 도시된 것과 다를 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(100)가 AF 기능을 수행할 때에는, 제1 전송 제어 신호(TS_Y_U) 및 제2 전송 제어 신호(TS_Y_D)가 함께 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이되지 않고, 차례로 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이될 수 있다. 또한, 예를 들어, 이미지 센서(100)가 AF 기능을 수행할 때에는 제3 전송 제어 신호(TS_RG_L) 및 제4 전송 제어 신호(TS_RG_R)가 차례로 함께 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이되지 않고, 차례로 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이될 수 있다. 즉, Y축 방향의 AF 기능을 수행하기 위해 이미지 센서는, 옐로우 픽셀 그룹(GY)에 포함된 제1 옐로우 픽셀(PXY1)에 따른 픽셀 신호와 제2 옐로우 픽셀(PXY2)에 따른 픽셀 신호를 따로 독출할 수 있다. 또한, X축 방향의 AF 기능을 수행하기 위해 이미지 센서(100)는 레드 공유 픽셀 그룹(SGR)에 포함된 제1 레드 픽셀들(예를 들어, 제3 전송 제어 신호(TS_RG_L)가 제공되는 픽셀들)에 따른 픽셀 신호와 제2 레드 픽셀들(예를 들어, 제4 전송 제어 신호(TS_RG_R)가 제공되는 픽셀들)에 따른 픽셀 신호를 따로 독출할 수 있다.

도 13은 본 개시의 예시적인 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타내는 개략도이다.

도 13을 참조하면, 이미지 센서(100)는 수직 방향으로 적층된 제1 칩(CP1)과 제2 칩(CP2)을 포함하는 적층형 이미지 센서일 수 있다. 이미지 센서(100)는 도 2에서 설명된 이미지 센서(100)가 구현된 것일 수 있다.

제1 칩(CP1)은 픽셀 영역(PR1) 및 패드 영역(PR2)을 포함할 수 있고, 제2 칩(CP2)은 주변 회로 영역(PR3) 및 하부 패드 영역(PR2')을 포함할 수 있다. 픽셀 영역(PR1)에는 복수의 픽셀들(PX)이 배치된 픽셀 어레이가 형성될 수 있고, 도 3, 도 6 및 도 7에서 설명된 픽셀 어레이(110, 110a, 110b)를 포함할 수 있다.

제2 칩(CP2)의 주변 회로 영역(PR3)은 로직 회로 블록(LC)을 포함할 수 있고, 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로직 회로 블록(LC)은 도 2에서 설명된 제어부(120), 신호 처리부(130), 로우 드라이버(140) 및 신호 독출부(150) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 주변 회로 영역(PR3)은 픽셀 영역(PR1)에 포함되는 복수의 픽셀들(PX) 각각에 일정한 신호를 제공할 수 있고, 복수의 픽셀들(PX) 각각으로부터 출력되는 픽셀 신호를 독출할 수 있다.

제2 칩(CP2)의 하부 패드 영역(PR2')은 하부 도전 패드(PAD')를 포함할 수 있다. 하부 도전 패드(PAD')는 복수 개일 수 있고, 도전 패드(PAD)에 각각 대응될 수 있다. 하부 도전 패드(PAD')는 비아 구조물(VS)에 의해 제1 칩(CP1)의 도전 패드(PAD)와 전기적으로 연결될 수 있다.

도 14는 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록도이다. 도 15은 도 14의 카메라 모듈의 상세 블록도이다. 도 15는 카메라 모듈(1100b)의 상세 구성에 대해 설명하나, 이하의 설명은 실시 예에 따라 다른 카메라 모듈들(1100a, 1100c)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

도 14를 참조하면, 전자 장치(1000)는 카메라 모듈 그룹(1100), 애플리케이션 프로세서(1200), PMIC(1300) 및 외부 메모리(1400)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈 그룹(1100)은 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)을 포함할 수 있다. 비록 도면에는 3개의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 배치된 실시 예가 도시되어 있으나, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 카메라 모듈(1100b)은 프리즘(1105), 광학 경로 폴딩 요소(Optical Path Folding Element, 이하, ˝OPFE˝)(1110), 액츄에이터(1130), 이미지 센싱 장치(1140) 및 저장부(1150)를 포함할 수 있다.

이미지 센싱 장치(1140)는 이미지 센서(1142), 제어 로직(1144) 및 메모리(1146)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(1142)는 광학 렌즈를 통해 제공되는 광(L)을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 이미지 센서(1142)는 도 1 및 도 2에서 설명된 이미지 센서(100)일 수 있고, 도 3, 도 6 및 도 7에서 설명된 픽셀 어레이(110, 110a, 110b)들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 이미지 센서(1142)는 RGB 이미지 데이터를 생성할 수도 있고, CMY 이미지 데이터를 생성할 수도 있고, RGBCMY 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.

제어 로직(1144)은 카메라 모듈(1100b)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(1144)은 제어 신호 라인(CSLb)을 통해 제공된 제어 신호에 따라 카메라 모듈(1100b)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 로직(1144)은 이미지 센서(1142)의 동작 모드를 제어할 수 있고, 예를 들어, RGB 이미지 데이터를 생성하는 제1 컬러 모드, CMY 이미지 데이터를 생성하는 제2 컬러 모드 및 RGBCMY 이미지 데이터를 생성하는 제3 컬러 모드로 동작하도록 이미지 센서(1142)를 제어할 수 있다.

다시 도 14를 참조하면, 애플리케이션 프로세서(1200)는 이미지 처리 장치(1210), 메모리 컨트롤러(1220), 내부 메모리(1230)를 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(1200)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)과 분리되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로세서(1200)와 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 별도의 반도체 칩으로 서로 분리되어 구현될 수 있다.

이미지 처리 장치(1210)는 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c), 이미지 생성기(1214) 및 카메라 모듈 컨트롤러(1216)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 이미지 처리 장치(1210)는 도 1의 이미지 처리 장치(200)일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 이미지 처리 장치(1210)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각으로부터 출력되는 RGB 이미지 데이터 값을 처리하여 레드 이미지 데이터, 그린 이미지 데이터, 및 블루 이미지 데이터를 생성할 수 있고, 또는, CMY 이미지 데이터 값을 처리하여 시안 이미지 데이터, 마젠타 이미지 데이터, 및 옐로우 이미지 데이터를 생성할 수도 있다. 또는, 예시적인 실시 예에서 이미지 처리 장치(1210)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각으로부터 출력되는 RGBCMY 이미지 데이터 값을 처리하여 레드 이미지 데이터, 그린 이미지 데이터, 및 블루 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.

이미지 처리 장치(1210)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)의 개수에 대응하는 개수의 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)를 포함할 수 있다.각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 값들은 서로 분리된 이미지 신호 라인(ISLa, ISLb, ISLc)를 통해 대응되는 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)에 제공될 수 있다. 카메라 모듈 컨트롤러(1216)는 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 생성된 제어 신호는 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb, CSLc)를 통해 대응되는 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공될 수 있다.

지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

레드 컬러를 각각 센싱하고 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 레드 픽셀 및 제2 레드 픽셀을 각각 포함하는 복수의 레드 픽셀 그룹들;
그린 컬러를 각각 센싱하고 상기 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 그린 픽셀 및 제2 그린 픽셀을 각각 포함하는 복수의 그린 픽셀 그룹들;
블루 컬러를 각각 센싱하고 상기 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 블루 픽셀 및 제2 블루 픽셀을 각각 포함하는 복수의 블루 픽셀 그룹들; 및
특정 컬러를 각각 센싱하고 제2 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는, 제1 컬러 픽셀 및 제2 컬러 픽셀을 포함하는 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹을 포함하고,
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 수직이고,
상기 특정 컬러는 상기 레드 컬러, 상기 블루 컬러, 및 상기 그린 컬러와 상이한 컬러이고,
상기 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹은, 상기 레드 픽셀 그룹들 및 상기 그린 픽셀 그룹들 사이에 배치되고, 상기 그린 픽셀 그룹들 및 상기 블루 픽셀 그룹들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 레드 픽셀 그룹들은 상기 제2 방향으로 차례로 인접하게 배치되는 제1 내지 제3 레드 픽셀 그룹을 포함하고,
상기 복수의 블루 픽셀 그룹들은 상기 제2 방향으로 차례로 인접하게 배치되는 제1 내지 제3 블루 픽셀 그룹을 포함하고,
상기 복수의 그린 픽셀 그룹들은 제1 내지 제4 그린 픽셀 그룹을 포함하고,
상기 제1 그린 픽셀 그룹, 상기 제2 그린 픽셀 그룹, 및 상기 제4 그린 픽셀 그룹은 상기 제2 방향으로 차례로 인접하게 배치되고,
상기 제1 그린 픽셀 그룹, 상기 제3 그린 픽셀 그룹, 및 상기 제4 그린 픽셀 그룹은 상기 제2 방향으로 차례로 인접하게 배치되고,
상기 제2 그린 픽셀 그룹 및 상기 제3 그린 픽셀 그룹은 상기 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제1 항에 있어서,
상기 특정 컬러는, 시안(cyan) 컬러, 마젠타(magenta) 컬러, 및 옐로우(yellow) 컬러 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제3 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹은,
상기 시안 컬러를 센싱하는 시안 픽셀 그룹;
상기 마젠타 컬러를 센싱하는 마젠타 픽셀 그룹; 및
상기 옐로우 컬러를 센싱하는 옐로우 픽셀 그룹을 포함하고,
상기 옐로우 픽셀 그룹의 중심으로부터 상기 시안 픽셀 그룹의 중심까지의 거리 및 마젠타 픽셀 그룹의 중심까지의 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제1 항에 있어서,
상기 특정 컬러는 화이트 컬러인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹은, 상기 레드 픽셀 그룹들, 상기 그린 픽셀 그룹들 및 상기 블루 픽셀 그룹들에 연결되는 전송 제어 신호 라인과 상이한 전송 제어 신호 라인을 통해 광전하의 축적을 제어하는 전송 제어 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 컬러 픽셀 그룹은, 상기 레드 픽셀 그룹들, 상기 그린 픽셀 그룹들 및 상기 블루 픽셀 그룹들에 연결되는 컬럼 출력 라인과 상이한 컬럼 출력 라인을 통해 픽셀 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제1 컬러 모드 및 제2 컬러 모드로 동작하는 이미지 센서에 있어서,
레드 컬러, 그린 컬러, 및 블루 컬러 중 대응하는 컬러를 센싱하는 복수의 픽셀들을 포함하는 제1 픽셀 그룹; 및
시안 컬러, 마젠타 컬러, 및 옐로우 컬러 중 대응하는 컬러를 센싱하는 복수의 픽셀들을 포함하는 제2 픽셀 그룹을 포함하고,
상기 제1 픽셀 그룹에 포함된 픽셀들의 수는 상기 제2 픽셀 그룹에 포함된 픽셀들의 수보다 많고,
상기 이미지 센서는,
상기 제1 컬러 모드에서는 상기 제1 픽셀 그룹으로부터 출력된 픽셀 신호들을 이용하여 RGB 이미지 데이터를 생성하고,
상기 제2 컬러 모드에서는 상기 제2 픽셀 그룹으로부터 출력된 픽셀 신호들을 이용하여 CMY 이미지 데이터를 생성하는 이미지 센서.
제8 항에 있어서,
상기 제1 픽셀 그룹은
상기 레드 컬러를 센싱하고, 연속적으로 배치되는 제1 내지 제3 열 각각에 2개씩 서로 인접하도록 배치되는 레드 픽셀들;
상기 그린 컬러를 센싱하고, 연속적으로 배치되는 제1 내지 제3 열 각각에 2개, 4개, 및 2개씩 서로 인접하도록 배치되는 그린 픽셀들;
상기 블루 컬러를 센싱하고, 연속적으로 배치되는 제1 내지 제3 열 각각에 2개씩 서로 인접하도록 배치되는 블루 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제8 항에 있어서,
상기 제2 픽셀 그룹은,
상기 시안 컬러를 센싱하고 서로 인접하게 배치되는 제1 시안 픽셀 및 제2 시안 픽셀; 및
상기 옐로우 컬러를 센싱하고 서로 인접하게 배치되는 제1 옐로우 픽셀 및 제2 옐로우 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제10 항에 있어서,
상기 제1 시안 픽셀 및 상기 제2 시안 픽셀 상에는 하나의 마이크로 렌즈가 배치되고,
상기 제1 옐로우 픽셀 및 상기 제2 옐로우 픽셀 상에는 하나의 마이크로 렌즈가 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제10 항에 있어서,
상기 제2 픽셀 그룹은 상기 마젠타 컬러를 센싱하고 서로 인접하게 배치되는 제1 마젠타 픽셀 및 제2 마젠타 픽셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제8 항에 있어서,
상기 제1 픽셀 그룹 및 상기 제2 픽셀 그룹은, 광전하의 축적을 제어하는 전송 제어 신호가 제공되는 전송 제어 신호 라인이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
레드 컬러를 각각 센싱하고 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유하는, 복수의 레드 픽셀들을 각각 포함하는 복수의 레드 공유 픽셀 그룹들;
그린 컬러를 각각 센싱하고 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유하는, 복수의 그린 픽셀들을 각각 포함하는 복수의 그린 공유 픽셀 그룹들;
블루 컬러를 각각 센싱하고 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유하는, 복수의 블루 픽셀들을 각각 포함하는 복수의 블루 공유 픽셀 그룹들; 및
특정 컬러를 각각 센싱하고 플로팅 디퓨젼 영역을 서로 공유하는, 복수의 컬러 픽셀들을 포함하는 복수의 컬러 픽셀 그룹들을 포함하고,
상기 특정 컬러는 상기 레드 컬러, 상기 블루 컬러, 및 상기 그린 컬러와 상이한 컬러이고,
상기 복수의 그린 공유 픽셀 그룹들 각각에 포함된 그린 픽셀들의 수는, 상기 복수의 레드 공유 픽셀 그룹 각각에 포함된 레드 픽셀들의 수보다 많고,
상기 복수의 레드 공유 픽셀 그룹들 각각에 포함된 레드 픽셀들의 수는, 상기 복수의 컬러 픽셀 그룹들 각각에 포함된 컬러 픽셀들의 수보다 많은 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제14 항에 있어서,
상기 복수의 레드 공유 픽셀 그룹들 각각은 6개의 레드 픽셀들을 포함하고,
상기 복수의 그린 공유 픽셀 그룹들 각각은 8개의 그린 픽셀들을 포함하고,
상기 복수의 블루 공유 픽셀 그룹들 각각은 6개의 블루 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제14 항에 있어서,
상기 복수의 레드 공유 픽셀 그룹들 중 하나의 레드 공유 픽셀 그룹의 중심으로부터, 상기 복수의 그린 공유 픽셀 그룹들 중 상기 하나의 레드 공유 픽셀 그룹과 가장 가까운 그린 공유 픽셀 그룹의 중심까지의 거리는,
상기 복수의 블루 공유 픽셀 그룹들 중 하나의 블루 공유 픽셀 그룹의 중심으로부터 상기 복수의 그린 공유 픽셀 그룹들 중 상기 하나의 블루 공유 픽셀 그룹과 가장 가까운 그린 공유 픽셀 그룹의 중심까지의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제14 항에 있어서,
상기 복수의 레드 공유 픽셀 그룹들, 상기 복수의 그린 공유 픽셀 그룹들, 및 상기 복수의 블루 공유 픽셀 그룹들은 베이어(bayer) 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제14 항에 있어서,
상기 복수의 레드 공유 픽셀 그룹들 중 하나의 레드 공유 픽셀 그룹, 및 상기 복수의 컬러 픽셀 그룹들 중 하나의 컬러 픽셀 그룹은 플로팅 디퓨젼 영역을 공유하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제14 항에 있어서,
상기 특정 컬러는, 시안 컬러, 마젠타 컬러, 및 옐로우 컬러 중 하나이고, 상기 복수의 컬러 픽셀 그룹들 각각은 2개의 컬러 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
제14 항에 있어서,
상기 복수의 레드 픽셀들은 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는 제1 레드 픽셀 및 제2 레드 픽셀을 포함하고,
상기 복수의 그린 픽셀들은 상기 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는 제1 그린 픽셀 및 제2 그린 픽셀을 포함하고,
상기 복수의 블루 픽셀들은 상기 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는 제1 블루 픽셀 및 제2 블루 픽셀을 포함하고,
상기 복수의 컬러 픽셀들은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 서로 인접하게 배치되고 하나의 마이크로 렌즈를 공유하는 제1 컬러 픽셀 및 제2 컬러 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.