KR20230094416A

KR20230094416A - 이미지 센싱 장치, 이미지 센싱 방법 및 전자 장치

Info

Publication number: KR20230094416A
Application number: KR1020210183591A
Authority: KR
Inventors: 김성용; 정재진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2023-06-28
Also published as: US20230199345A1; CN116320807A

Abstract

이미지 품질이 향상된 이미지 센싱 장치가 제공된다. 이미지 센싱 장치는 픽셀 신호를 출력하는 픽셀 어레이, 기준 신호와 픽셀 신호를 비교하여 비교 결과 신호를 출력하는 비교기, 비교 결과 신호를 카운팅하여 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호를 출력하는 카운터, 및 카운트 결과 신호에 대한 보정을 수행하여 n 비트에 해당하는 이미지 신호를 출력하는 이미지 신호 프로세서를 포함하고, m과 n은 정수이고, m은 상기 n보다 크다.

Description

이미지 센싱 장치, 이미지 센싱 방법 및 전자 장치{IMAGE SENSING DEVICE, METHOD FOR IMAGE SENSING AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 이미지 센싱 장치, 이미지 센싱 방법 및 전자 장치에 대한 것이다.

이미지 센싱 장치(image sensing device)는 광학 정보를 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자 중 하나이다. 이러한 이미지 센싱 장치는 전하 결합형(CCD; Charge Coupled Device) 이미지 센싱 장치와 씨모스형(CMOS; Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센싱 장치를 포함할 수 있다.

CMOS 형 이미지 센서는 CIS(CMOS image sensor)라고 약칭될 수 있다. CIS는 2차원적으로 배열된 복수개의 픽셀들을 구비할 수 있다. 픽셀들 각각은 예를 들어, 포토 다이오드(photodiode, PD)를 포함할 수 있다. 포토다이오드는 입사되는 광을 전기 신호로 변환해주는 역할을 할 수 있다.

최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, 스마트폰, 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로봇 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이미지 품질이 향상된 이미지 센싱 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이미지 품질이 향상된 이미지 센싱 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이미지 품질이 향상된 전자 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 장치는 픽셀 신호를 출력하는 픽셀 어레이, 기준 신호와 픽셀 신호를 비교하여 비교 결과 신호를 출력하는 비교기, 비교 결과 신호를 카운팅하여 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호를 출력하는 카운터, 및 카운트 결과 신호에 대한 보정을 수행하여 n 비트에 해당하는 이미지 신호를 출력하는 이미지 신호 프로세서를 포함하고, m과 n은 정수이고, m은 상기 n보다 클 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 전자 장치는 픽셀 신호를 생성하는 이미지 센서, 및 이미지 센서에 HDR(high dynamic range) 지시 신호를 제공하는 어플리케이션 프로세서를 포함하고, 이미지 센서는, HDR 지시 신호를 수신하는 경우 m 비트에 해당하는 이미지 신호를 출력하고, HDR 지시 신호를 수신하지 않는 경우 n 비트에 해당하는 이미지 신호를 출력하고, m과 n은 정수이고, m은 n보다 클 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 방법은 빛을 센싱하여 픽셀 신호를 출력하고, 픽셀 신호에 대한 아날로그 디지털 변환을 수행하여 m 비트에 해당하는 제1 이미지 신호를 출력하고, 제1 이미지 신호의 강도 값(intensity value)에 기초하여 제1 강도 데이터를 생성하고, 제1 강도 데이터에 기초하여 제1 이미지 신호에 대한 보정을 수행하여 제1 보정 이미지 신호를 출력하는 것을 포함하고, 제1 보정 이미지 신호는 n 비트에 해당하고, m과 n은 정수이고, m은 상기 n보다 클 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 블록도이다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개념적인 레이아웃을 도시한 도면이다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 하나의 픽셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 몇몇 실시예에 따른 리드아웃 회로를 설명하는 블록도이다.
도 5는 도 4의 카운터를 설명하는 블록도이다.
도 6 및 도 7은 도 4의 카운터에 제공되는 카운트 코드를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 몇몇 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터의 동작을 설명하기 위한 신호들의 파형도이다.
도 9는 몇몇 실시예에 따른 카운트 결과 신호의 생성과 이에 대한 보정을 설명하는 블록도이다.
도 10은 몇몇 실시예에 따른 카운트 결과 신호의 생성과 이에 대한 보정을 설명하는 순서도이다.
도 11은 몇몇 실시예에 따른 코드에 따른 노이즈 파워를 설명하는 그래프이다.
도 12는 몇몇 실시예에 따른 강도 데이터의 생성 방법을 설명하는 순서도이다.
도 13은 제1 이미지 신호 프로세서에 의한 이미지 보정 방법을 설명하는 도면이다.
도 14는 몇몇 실시예에 따른 제2 이미지 신호 프로세서에 의한 이미지 보정 방법을 설명하는 블록도이다.
도 15는 몇몇 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서와 이미지 센서의 이미지 신호 생성 방법에 대한 도면이다.
도 16은 몇몇 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서와 이미지 센서의 이미지 신호 생성 방법에 대한 도면이다.
도 17은 몇몇 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서와 이미지 센서의 이미지 신호 생성 방법에 대한 도면이다.
도 18은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개념적인 레이아웃을 도시한 도면이다.
도 19는 몇몇 실시예에 따른 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 20은 도 19의 카메라 모듈의 상세 블록도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 이미지 센싱 장치(1)는 이미지 센서(100)와 제2 이미지 신호 프로세서(900)를 포함할 수 있다.

이미지 센서(100)는 빛을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱하여, 제1 이미지 신호(IMGS1)를 생성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 생성된 제1 이미지 신호(IMGS1)는 예를 들어, 디지털 신호일 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

제1 이미지 신호(IMGS1)는 리드아웃 회로(500), 버퍼(170) 및 래치(180)에 제공되어 제2 이미지 신호(IMGS2)로 변환될 수 있다. 이 때, 리드아웃 회로(500)는 제1 이미지 신호(IMGS1)를 카운트 결과 신호(CNT_OUT)으로 변환시킬 수 있다. 카운트 결과 신호(CNT_OUT)는 아날로그 신호에 해당하는 제1 이미지 신호(IMGS1)를 디지털 신호로 변환시킨 결과에 해당할 수 있다. 제2 이미지 신호(IMGS2)는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 비닝시킨 신호에 해당할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다. 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 제2 이미지 신호(IMGS2)에 대하여 보정을 수행하여 제3 이미지 신호(IMGS3)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 제2 이미지 신호(IMGS2)의 데이터 용량을 감소시킬 수도 있다.

제3 이미지 신호(IMGS3)는 제2 이미지 신호 프로세서(900)에 제공되어 처리될 수 있다. 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 수신된 제3 이미지 신호(IMGS3)를 디스플레이에 용이하도록 가공하거나 처리할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 이미지 센서(100)에서 출력된 제3 이미지 신호(IMGS3)에 대해 디지털 비닝을 수행할 수 있다. 이 때, 이미지 센서(100)로부터 출력된 제3 이미지 신호(IMGS3)는 아날로그 비닝이 이미 수행된 제3 이미지 신호(IMGS3)일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 이미지 센서(100)와 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 도시된 것과 같이 서로 분리되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(100)가 제1 칩에 탑재되고, 제2 이미지 신호 프로세서(900)가 제2 칩에 탑재되어 소정의 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다. 하지만, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니며, 이미지 센서(100)와 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 하나의 패키지, 예컨대 MCP(multi-chip package)로 구현될 수 있다.

이미지 센서(100)는, 컨트롤 레지스터 블록(110), 타이밍 제네레이터(120), 로우(row) 드라이버(130), 픽셀 어레이(PA), 리드아웃 회로(500), 램프 신호 생성기(160), 버퍼(170), 래치(180), 제1 이미지 신호 프로세서(400)를 포함할 수 있다.

컨트롤 레지스터 블록(110)은 이미지 센서(100)의 동작을 전체적으로 제어할 수 있다. 특히, 컨트롤 레지스터 블록(110)은 타이밍 제네레이터(120), 램프 신호 생성기(160), 리드아웃 회로(500) 및 버퍼(170)에 직접적으로 동작 신호를 전송할 수 있다. 몇몇 실시예에서 컨트롤 레지스터 블록(110)은 리드아웃 회로(500)가 카운트를 통해 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력하도록 할 수 있다.

타이밍 제네레이터(120)는 이미지 센서(100)의 여러 구성 요소들의 동작 타이밍의 기준이 되는 신호를 발생할 수 있다. 타이밍 제네레이터(120)에서 발생된 동작 타이밍 기준 신호는 로우 드라이버(130), 리드아웃 회로(500), 램프 신호 생성기(160) 등에 전달될 수 있다.

램프 신호 생성기(160)는 리드아웃 회로(500)에 사용되는 램프 신호를 생성하고 전송할 수 있다. 예를 들어, 리드아웃 회로(500)는 상관 이중 샘플러(CDS), 비교기 등을 포함할 수 있는데, 램프 신호 생성기(160)는 상관 이중 샘플러(CDS), 비교기 등에 사용되는 램프 신호를 생성하고 전송할 수 있다.

버퍼(170)는 제1 이미지 신호(IMGS1) 또는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 임시적으로 저장할 수 있다. 즉, 버퍼(170)는 비닝 모드일 경우 생성된 제2 이미지 신호(IMGS2)를 저장할 수 있고, 비닝 모드가 아닐 경우 생성된 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 저장할 수 있다. 또한, 래치(180)는 버퍼(170)에 버퍼링된 제2 이미지 신호(IMGS2)를 래치하여 출력할 수 있다. 버퍼(170) 및 래치(180)는 DRAM 또는 SRAM과 같은 메모리를 포함할 수 있다.

픽셀 어레이(PA)는 외부 이미지를 센싱할 수 있다. 픽셀 어레이(PA)는 복수의 픽셀(또는 단위 픽셀)을 포함할 수 있다. 로우 드라이버(130)는 픽셀 어레이(PA)의 로우(row)를 선택적으로 활성화시킬 수 있다.

리드아웃 회로(500)는 픽셀 어레이(PA)로부터 제공받은 픽셀 신호를 샘플링하고, 이를 램프 신호와 비교한 후, 비교 결과를 바탕으로 아날로그 이미지 신호(데이터)를 디지털 이미지 신호(데이터)로 변환할 수 있다. 즉 리드아웃 회로(500)는 픽셀 어레이(PA)로부터의 제1 이미지 신호(IMGS1)를 디지털 이미지 신호인 카운트 결과 신호(CNT_OUT)로 변환시킬 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.

제1 이미지 신호 프로세서(400)는 래치(180)로부터 제2 이미지 신호(IMSG2)를 수신할 수 있다. 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 제2 이미지 신호 프로세서(900)와 분리되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 이미지 센싱 장치(1)에 배치되는 반면에, 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 어플리케이션 프로세서(application processor) 등에 의해 구현될 수 있다. 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 제2 이미지 신호(IMGS2)에 대하여 보정을 수행하여 제3 이미지 신호(IMGS3)를 생성할 수 있다.

도 2는 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개념적인 레이아웃을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 이미지 센서(100)는 적층된 상부 칩(200)과 하부 칩(300)을 포함할 수 있다. 상부 칩(200)에는 복수의 픽셀들이 2차원 어레이 구조로 배치될 수 있다. 즉 상부 칩(200)은 픽셀 어레이(PA)를 포함할 수 있다. 하부 칩(300)은 로직 영역(LC)과 메모리 영역 등을 포함할 수 있다. 하부 칩(300)은 상부 칩(200)의 하부에 배치되고, 상부 칩(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 칩(300)은 상부 칩(200)으로부터 전달된 픽셀 신호가 하부 칩(300)의 로직 영역(LC)으로 전달되도록 할 수 있다.

하부 칩(300)의 로직 영역(LC)에는 로직 소자들이 배치될 수 있다. 로직 소자들은 픽셀들로부터의 픽셀 신호를 처리하기 위한 회로들을 포함할 수 있다. 예를 들어 로직 소자들은 도 1의 컨트롤 레지스터 블록(110), 타이밍 제네레이터(120), 로우 드라이버(130), 리드아웃 회로(500), 램프 신호 생성기(160), 제1 이미지 신호 프로세서(400) 등을 포함할 수 있다. 또한 하부 칩(300)에는 메모리 소자들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 버퍼(170) 및 래치(180)가 하부 칩(300)에 배치될 수 있다.

도 3은 몇몇 실시예에 따른 하나의 픽셀을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 픽셀(PX)은 포토 다이오드(PD), 전송 트랜지스터(TX), 리셋 트랜지스터(reset transistor, RX), 소스 팔로워(source follower, SF) 및 선택 트랜지스터(selection transistor, SX)를 포함할 수 있다.

전송 트랜지스터(TX)의 일단은 포토 다이오드(PD)와 접속되고, 타단은 플로팅 디퓨전 영역(floating diffusion region, FD)에 접속되고, 제어 전극은 제어 신호(TG)를 수신할 수 있다.

리셋 트랜지스터(RX)의 일단은 전원 전압(VDD)을 수신하고, 타단은 플로팅 디퓨전 영역(FD)과 접속되고, 제어 전극은 제어 신호(RS)를 수신할 수 있다. 소스 팔로워(SF)의 일단은 전원 전압(VDD)을 수신하고, 타단은 선택 트랜지스터(SX)의 일단과 접속되고, 제어 전극은 플로팅 디퓨전 영역(FD)와 접속될 수 있다. 선택 트랜지스터(SX)의 타단은 컬럼 라인(CL)과 연결되고, 제어 전극은 제어 신호(SEL)를 수신할 수 있다.

각 트랜지스터(TX, RX, 및 SX)를 제어할 수 있는 각 제어 신호(TG, RS, 및 SEL)는 로우 드라이버(130)로부터 출력될 수 있다. 선택 트랜지스터(SX)의 출력 신호(Vout)는 컬럼 라인으로 공급된다.

도 3에서는 설명의 편의를 위해 하나의 포토 다이오드(PD) 및 전송 트랜지스터(TX)가 도시되었으나, 설계자의 의도에 따라 플로팅 디퓨전 영역(FD)이 공유되는 형태의 픽셀로 구현될 수 있다.

도 4는 몇몇 실시예에 따른 리드아웃 회로를 설명하는 블록도이다. 도 5는 도 4의 카운터를 설명하는 블록도이다. 도 6 및 도 7은 도 4의 카운터에 제공되는 카운트 코드를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 4를 참조하면, 리드아웃 회로(500)는 아날로그 회로(510), 비교기(520) 및 카운터(530)를 포함할 수 있다. 리드아웃 회로(500)는 픽셀 어레이(PA)로부터 제1 이미지 신호(IMGS1)를 수신할 수 있고, 램프 신호 생성기(160)로부터 램프 신호(RAMP)를 수신할 수 있다. 리드아웃 회로(500)는 제1 이미지 신호(IMGS1)와 램프 신호(RAMP)에 기초하여 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 생성하여 출력할 수 있다.

아날로그 회로(510)는 픽셀 어레이(PA)로부터 제1 이미지 신호(IMGS1)를 수신할 수 있다. 아날로그 신호(510)는 수신한 제1 이미지 신호(IMGS1)를 픽셀 신호(PX_OUT)로 비교기(520)에 제공할 수 있다. 이 때, 픽셀 신호(PX_OUT)는 제1 이미지 신호(IMGS1)와 동일할 수 있지만, 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 아날로그 회로(510)가 제1 이미지 신호(IMGS1)에 대하여 아날로그 비닝을 수행함으로써, 제1 이미지 신호(IMGS1)에 대하여 아날로그 비닝이 수행된 픽셀 신호(PX_OUT)가 출력될 수 있다. 하지만 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다.

비교기(520)는 램프 신호(RAMP)와 픽셀 신호(PX_OUT)를 비교한 결과를 출력할 수 있다. 예를 들어, 램프 신호(RAMP)의 전압 레벨이 픽셀 신호(PX_OUT)의 전압 레벨보다 큰 경우 비교기(520)는 논리 값 1에 해당하는 비교 결과 신호(COMP_OUT)를 출력할 수 있다. 또한 예를 들어, 램프 신호(RAMP)의 전압 레벨이 픽셀 신호(PX_OUT)의 전압 레벨보다 크지 않은 경우 비교기(520)는 논리 값 0에 해당하는 비교 결과 신호(COMP_OUT)를 출력할 수 있다. 여기서 비교 결과 신호(COMP_OUT)는 아날로그 신호에 해당할 수 있다. 비교기(520)는 이미지 센싱 시간 구간 동안에 픽셀 신호(PX_OUT)와 램프 신호(RAMP)를 비교한 결과를 출력할 수 있다.

카운터(530)는 비교 결과 신호(COMP_OUT)에 대하여 카운팅을 수행한 결과인 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력할 수 있다. 비교 결과 신호(COMP_OUT)는 아날로그 신호에 해당할 수 있고, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)는 디지털 신호에 해당할 수 있다. 카운터(530)는 코드 값에 대항하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력할 수 있다.

도 5를 참조하면, 카운터(530)는 코드 생성기(531), 복수의 래치들(532), 복수의 마스킹 회로(533) 및 연산 회로(534)를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 코드 생성기(531)가 6 비트의 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)를 출력하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로, 생성되는 카운트 코드의 비트 수는 변경될 수 있다.

코드 생성기(531)는 타이밍 제네레이터(120)로부터 코드 생성 클록 신호(CODE_EN)를 수신하고, 코드 생성 클록 신호(CODE_EN)에 따라서 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)를 출력할 수 있다. 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)는 각각 대응되는 복수의 래치들(532)로 래치될 수 있다.

복수의 래치들(532)은 각각 대응되는 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)를 래치한다. 래치(532)는 비교기(520)로부터 출력되는 비교 결과 신호(COMP_OUT)의 레벨에 기초하여 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)를 래치하고, 이를 연산 회로(534)에 제공할 수 있다.

마스킹 회로(533)는 래치(532)와 연산 회로(534) 사이에 배치될 수 있다. 마스킹 회로(533)는 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)가 래치(532)를 통해 연산 회로(534)에 전달되도록 제어할 수 있다. 마스킹 회로(533)는 복수의 래치들(532)의 각각의 일단에 연결될 수 있다. 본 명세서에서 마스킹 회로(533)는 전달 제어 회로로도 명명될 수 있다.

연산 회로(534)는 마스킹 회로(533)의 일단에 연결되고, 코드 생성기(531)에서 생성되고, 래치(532)에서 래치된 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)를 입력 받고, 카운트 값을 생성하여 디지털 신호를 생성할 수 있다. 연산 회로(534)는 가산기를 더 포함할 수 있고, 각 비트에 대응되는 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)를 이용하여 카운팅된 카운트 값을 가산하여 출력할 수 있다.

정리하면, 카운터(530)는 비교 결과 신호(COMP_OUT)와 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)에 기초하여 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력할 수 있다. 여기서 카운트 결과 신호(CNT_OUT)는 코드에 해당할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 출력되는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)는 12 비트에 해당하는 데이터일 수 있다. 즉, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)의 코드는 0 내지 4095의 값에 해당할 수 있다. 카운터(530)는 6개의 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)에 기초하여 비교 결과 신호(COMP_OUT)를 카운팅함으로써 12 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 카운터(530)는 기준 클록 신호(SCLK)에 기초하여 복수의 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)를 생성할 수 있다. 클록 분주기(535)는 기준 클록 신호(SCLK)를 분주함으로써 분주 클록 신호(SCLK/2)를 생성할 수 있다. 리피터(537) 및 지연 셀(538)은 분주 클록 신호(SCLK/2)를 반복시키고 지연시킴으로써 제0 카운트 코드(Code<0>)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 지연 셀(538)은 반복되는 분주 클록 신호(SCLK/2)를 지연시킴으로써 제0 카운트 코드(Code<0>)를 생성할 수 있다. 코드 생성기(536)는 분주 클록 신호(SCLK/2)게 기초하여 제1 내지 제5 카운트 코드(Code<1> 내지 Code<5>)를 생성할 수 있다. 카운터(530)는 제0 내지 제5 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)에 기초하여 카운팅을 수행함으로써 12 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 생성할 수 있다.

도 8은 몇몇 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터의 동작을 설명하기 위한 신호들의 파형도이다.

도 8을 참조하면, 픽셀 어레이(PA)의 각 픽셀(PX)에서 감지된 아날로그의 픽셀 신호(PX_OUT)를 디지털 신호로 변환하는 방법은, 소정의 기울기로 하강하는 램프 신호(RAMP) 값과 각 픽셀(PX)로부터의 픽셀 신호(PX_OUT)의 값이 일치하는 시점을 비교하는 방법으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 램프 신호(RAMP)의 생성 시점(예를 들어, 하강이 시작되는 시점)인 제1 시점(t0)부터 램프 신호(RAMP)와 픽셀 신호(PX_OUT)의 값이 일치하는 시점인 제2 시점(t1)까지를 카운트하여 픽셀 신호(PX_OUT)의 각 크기에 대응하는 카운트 결과 값을 얻는 방법으로 수행될 수 있다. 이 때, 픽셀 신호(PX_OUT)는 컬럼 라인으로부터 출력되며, 리셋 성분(Vrst) 후에 영상 신호 성분(Vsig)이 나타난다. 카운트 결과 값은 해당 픽셀 신호(PX_OUT)에 대한 카운팅이 완료된 경우의 카운트 수일 수 있고, 카운트 값은 해당 픽셀 신호(PX_OUT)에 대한 카운팅이 완료되기 전까지의 카운트 수일 수 있다.

몇몇 실시 예에 따라, 첫번째 판독을 위해, 램프 신호(RAMP)가 하강하기 시작하는 제1 시점(t0)부터 픽셀 신호(PX_OUT)와 동일하게 되는 제2 시점(t1)까지 비교기(520)는 비교 결과 신호(COMP_OUT)를 로직 로우 레벨로부터 로직 하이 레벨로 반전시킨다. 이 때, 카운터(530)는 비교기(520)의 비교 결과 신호(COMP_OUT)가 반전되는 시점인 제2 시점(t1)에 카운팅 동작을 정지하고, 그 시점까지의 카운트 값을 데이터로 래치한다. 본 발명의 몇몇 실시 예에 따라, 카운트 값에 대응하는 카운트 코드(Code<0:5>)가 래치(532)에 래치될 수 있다.

코드 생성기(531)로 카운트 인에이블 클록 신호(CNT_EN)가 입력되고, 카운트 인에이블 클록 신호(CNT_EN)는 램프 신호(RAMP)가 하강하기 시작하는 제1 시점(t0)부터 하강하는 마지막 시점, 즉 램프 신호(RAMP)가 픽셀 신호(PX_OUT)보다 커지는 시점인 제3 시점(t2)까지 토글링된다. 구체적으로, 제3 시점(t2)이 경과하면, 코드 생성기(531)로 입력되는 카운트 인에이블 클록 신호(CNT_EN)의 공급이 정지된다.

결과적으로, 램프 신호(RAMP)의 생성 시점인 제1 시점(t0)에서 카운터(530)의 카운트 결과 신호(CNT_OUT)의 카운트가 개시되고, 비교기(520)에 의한 비교 처리가 수행되어 반전된 출력 신호가 얻어지는 제2 시점(t1)까지 클록 신호를 카운트하여 리셋 신호의 전압 크기(Vrst)에 대응한 카운트 값을 얻을 수 있다. 몇몇 실시 예에 따라, 첫번째 판독이 수행되는 구간인 제1 시점(t0)에서 제3 시점(t2)까지의 구간은 제1 센싱 주기로 정의될 수 있다.

첫번째 판독이 완료된 후, 두번째 판독이 시작되기 전에 카운터(530)는 반전 신호(IVS)에 따라 카운트 값을 절대값이 동일한 음수로 만들 수 있다. 이러한 동작은 두번째 판독 결과에서 리셋 성분(Vrst)이 제거된 영상 신호 성분(Vsig)을 얻기 위함이다.

두번째 판독(예를 들어, 제2 센싱 주기)에서는 리셋 신호의 전압 크기(Vrst) 외에 픽셀(PX)마다의 입사광량에 따른 영상 신호 성분(Vsig)을 판독한다. 두번째 판독의 경우 첫번째 판독과 동일한 동작이 수행될 수 있다.

두번째 판독을 위해, 램프 신호(RAMP)가 떨어지기 시작하는 제4 시점(t3)부터 픽셀 신호(PX_OUT)와 동일하게 되는 제5 시점(t4)까지 비교기(520)는 비교 결과 신호(COMP_OUT)를 로직 로우 레벨로부터 로직 하이 레벨로 반전시킨다. 이때, 카운터(530)는 비교기(520)의 비교 결과 신호(COMP_OUT)가 반전되는 제5 시점(t4)에 카운팅 동작을 정지하고 그 시점까지의 카운트 값을 데이터로 래치한다. 본 발명의 몇몇 실시 예에 따라, 래치되는 카운트 값은 카운트 코드(Code<0:5>)로 구현될 수 있다. 따라서, 제4 시점(t3)에서 제5 시점(t4) 동안에 카운팅 동작이 수행될 수 있다.

카운터(530)로 카운트 인에이블 클록 신호(CNT_EN)가 입력되고, 카운트 인에이블 클록 신호(CNT_EN)는 램프 신호(RAMP)가 떨어지기 시작하는 제4 시점(t3)부터 떨어지는 마지막 시점인 제6 시점(t5)까지 토글링될 수 있다. 구체적으로, 제6 시점(t5)이 경과하면, 카운터(530)로 입력되는 카운트 인에이블 클록 신호(CNT_EN)의 공급이 정지될 수 있다.

결과적으로, 램프 신호(RAMP)의 생성 시점인 제4 시점(t3)에서 카운터(530)의 카운트 결과 신호(CNT_OUT)의 카운트가 개시되고, 비교기(520)에 의한 비교 처리가 수행되어 반전된 출력 신호가 얻어지는 제5 시점(t4)까지 클록 신호를 카운트하여 리셋 성분(Vrst)이 제거된 영상 신호 성분(Vsig)에 대응한 카운트 값을 얻을 수 있다. 즉, 첫번째의 판독 후 반전 신호(IVS)에 의해 카운터(530) 내의 카운트 값은 리셋 성분(Vrst)의 절대값을 가지는 음수가 된다. 두번째의 판독 시 카운터(530)는 리셋 성분(Vrst)의 절대값을 가지는 음수에서 카운트를 시작하게 되므로 실질적으로는 감산이 행해지는 것과 같고, 이와 같은 감산 결과에 따른 카운트 결과 신호(CNT_OUT)이 카운터(530)에 유지될 수 있다. 결과적으로, 결과값은 "(Vrst+Vsig)+(-Vrst)=Vsig"에 대응하는 디지털 값에 해당한다. 여기서 카운트 결과 신호(CNT_OUT)는 12 비트에 해당할 수 있다.

카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 12 비트에 해당함으로써 암부 영역에 해당하는 이미지의 품질이 개선될 수 있다. 즉, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 10 비트에 해당하는 경우에 대비하여, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 12 비트에 해당하는 경우, 암부 영역에 해당하는 이미지의 노이즈가 보다 감소할 수 있다.

도 9는 몇몇 실시예에 따른 카운트 결과 신호의 생성과 이에 대한 보정을 설명하는 블록도이다. 도 10은 몇몇 실시예에 따른 카운트 결과 신호의 생성과 이에 대한 보정을 설명하는 순서도이다. 도 11은 몇몇 실시예에 따른 코드에 따른 노이즈 파워를 설명하는 그래프이다. 도 12는 몇몇 실시예에 따른 강도 데이터의 생성 방법을 설명하는 순서도이다.

도 9를 참조하면, 카운터(530)는 비교 결과 신호(COMP_OUT)에 기초하여 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 생성할 수 있고, 또한 카운트 결과 신호(CNT_OUT)의 코드 값에 기초하여 강도 데이터(ITS)를 출력할 수 있다. 여기서 강도 데이터(ITS)는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)의 강도 값에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 암부에 해당하는 경우에 강도 데이터(ITS)는 1일 수 있고, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 암부가 아닌 경우에 강도 데이터(ITS)는 0일 수 있다. 카운트 결과 신호(CNT_OUT)와 이에 대한 강도 데이터(ITS)는 제1 이미지 신호 프로세서(400)에 제공될 수 있고, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 이들에 기초하여 n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)를 출력할 수 있다. 여기서 m은 n보다 큰 정수에 해당할 수 있다. 예를 들어 m은 12일 수 있고, n은 10일 수 있다. 하지만 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다.

도 4, 도 9 내지 도 12를 참조하면, 카운터(530)는 비교 결과 신호(COMP_OUT)를 수신할 수 있다(S600). 이어서, 카운터(530)는 제0 내지 제5 카운트 코드(Code<0> 내지 Code<5>)를 이용하여 비교 결과 신호(COMP_OUT)에 기초하여 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 생성할 수 있다(S601). 즉, 카운터(530)는 비교 결과 신호(COMP_OUT)를 카운팅함으로써 m 비트(예를 들어 12 비트)에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력할 수 있다. 또한, 카운터(530)는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)에 기초하여 강도 데이터(ITS)를 생성할 수 있다(S602).

도 12를 참조하면, 카운터(530)는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 제1 코드(code1)보다 큰지 판단할 수 있다(S610). 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 제1 코드(code1)보다 큰 경우(S610-Y), 강도 데이터(ITS)는 0에 해당할 수 있다(S611). 즉, 강도 데이터(ITS)는 암부가 아닌 경우를 나타낸다. 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 제1 코드(code1)보다 크지 않은 경우(S610-N), 강도 데이터(ITS)는 1에 해당할 수 있다(S612). 즉, 이 경우의 강도 데이터(ITS)는 암부인 경우를 나타낸다.

다시 도 10을 참조하면, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 제2 이미지 신호(IMGS2)를 수신할 수 있다(S603). 여기서 제2 이미지 신호(IMGS2)는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)와 강도 데이터(ITS)를 포함할 수 있다. 즉 제2 이미지 신호(IMGS2)는 디지털 신호에 해당할 수 있으며, m 비트에 해당할 수 있다.

도 11을 참조하면, 코드(code)가 제1 코드(code1)에 해당하는 경우에 이미지 신호는 아날로그 노이즈에 해당하는 샷 노이즈와 디지털 노이즈에 해당하는 n 비트 노이즈 또는 m 비트 노이즈를 포함할 수 있다. 여기서 m 비트 노이즈는 카운터(530)가 m 비트로 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력한 경우에 해당하는 노이즈이며, n 비트 노이즈는 카운터(530)가 n 비트로 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력한 경우에 해당하는 노이즈에 해당한다. m은 n보다 크다. 이 때, m 비트 노이즈는 n 비트 노이즈보다 작을 수 있다.

코드(code)가 제1 코드(code1)보다 작은 경우에, 해당 이미지 신호는 암부에 해당할 수 있다. 이 때, 모든 노이즈의 합 중에 디지털 노이즈의 비율은 비교적 클 수 있다. 즉, 코드(code)가 제1 코드(code1)보다 큰 제2 코드(code2)에 해당하는 경우에 해당 이미지 신호는 암부가 아닐 수 있다. 이 때, 모든 노이즈의 합 중에 디지털 노이즈의 비율을 비교적 작을 수 있다.

코드(code)가 제1 코드(code1)보다 작은 경우에, 디지털 노이즈가 n 비트 노이즈에 해당한다면 전체 노이즈 중 디지털 노이즈의 비율이 클 수 있다. 하지만, 코드(code)가 제1 코드(code1)보다 작은 경우에, 디지털 노이즈가 m 비트 노이즈에 해당한다면 전체 노이즈 중 디지털 노이즈의 비율이 비교적 작을 수 있다. 따라서, 암부에 해당하는 코드(code)가 제1 코드(code1)보다 작은 경우에, 디지털 노이즈가 m 비트 노이즈에 해당한다면, 노이즈가 감소되어 품질이 개선된 이미지가 제공될 수 있다.

다시 도 10을 참조하면, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 강도 데이터(ITS)를 이용하여 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 처리함으로써 제3 이미지 신호(IMGS3)를 출력할 수 있다(S604).

도 13은 제1 이미지 신호 프로세서에 의한 이미지 보정 방법을 설명하는 도면이다.

도 13을 참조하면, 코드(code)가 0 내지 제1 코드(code1)에 해당하는 경우에, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)는 암부에 해당할 수 있으며, 이에 대한 강도 데이터(ITS)는 1에 해당할 수 있다. 이 때, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)의 상위 비트는 불필요한 값에 해당할 수 있다. 따라서, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)로 변환시킬 수 있다. 제3 이미지 신호(IMGS3)는 하부 비트로부터 10 개의 비트를 갖는 정보를 포함할 수 있다. 제3 이미지 신호(IMGS3)는 암부에 대한 정보를 포함함으로써, 출력되는 이미지 품질이 보다 개선될 수 있다. 또한, n보다 큰 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 제1 이미지 신호 프로세서(400)에서 처리되는 경우 소모되는 전력은 n 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)가 제1 이미지 신호 프로세서(400)에서 처리되는 경우 소모되는 전력보다 클 수 있다. 따라서, n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)가 생성됨으로써, 제1 이미지 신호 프로세서(400)의 로드가 보다 감소될 수 있다.

코드(code)가 제1 네가티브 코드(-code1) 내지 0에 해당하는 경우에도, m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)는 n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)로 변환될 수 있다.

코드(code)가 제1 코드(code1) 이상에 해당하는 경우에, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)는 암부에 해당하지 않을 수 있다. 이 때, 카운트 결과 신호(CNT_OUT)의 하위 비트는 불필요한 값에 해당할 수 있다. 따라서, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)로 변환시킬 수 있다. 제3 이미지 신호(IMGS3)는 상부 비트로부터 10 개의 비트를 갖는 정보를 포함할 수 있다. 또한, m 비트 보다 작은 n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)가 생성됨으로써, 제1 이미지 신호 프로세서(400)의 로드가 보다 감소될 수 있다.

다시 도 10을 참조하면, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 제3 이미지 신호(IMGS3)를 처리할 수 있다(S605). 즉, n 비트로 변환된 제3 이미지 신호(IMGS3)를 처리함으로써 보정된 이미지 신호를 출력할 수 있다. 이 때, n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)의 노이즈가 감소되고, 제1 이미지 신호 프로세서(400)의 로드 또한 감소될 수 있다.

이하, 도 14를 참조하여 다른 실시예에 따른 카운터(530) 및 제2 이미지 신호 프로세서(900)에 대하여 설명한다.

도 14는 몇몇 실시예에 따른 제2 이미지 신호 프로세서에 의한 이미지 보정 방법을 설명하는 블록도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 13을 이용하여 설명한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.

도 14를 참조하면, 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 카운터(530)로부터 카운트 결과 신호(CNT_OUT) 및 강도 데이터(ITS)를 수신할 수 있다. 이 때, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 카운트 결과 신호(CNT_OUT) 및 강도 데이터(ITS)를 제2 이미지 신호 프로세서(900)에 제공할 수 있다. 즉, 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)에 대한 보정을 수행하지 않을 수 있다.

제2 이미지 신호 프로세서(900)는 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)에 기초하여 n 비트에 해당하는 제4 이미지 신호(IMGS4)를 출력할 수 있다. 여기서 제1 이미지 신호 프로세서(900)는 이미지 센서(100) 내부에 배치될 수 있으나, 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 이미지 센서(100) 외부에 배치될 수 있다. 즉, 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 어플리케이션 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다. 이미지 센서(100) 외부의 제2 이미지 신호 프로세서(900)가 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 n 비트에 해당하는 제4 이미지 신호(IMGS4)로 변환시킴으로써 제2 이미지 신호 프로세서(900)의 로드를 감소시킬 수 있다.

이하, 도 15 내지 도 17을 참조하여 다른 실시예에 따른 이미지 센서(100) 및 어플리케이션 프로세서(800)에 대하여 설명한다.

도 15는 몇몇 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서와 이미지 센서의 이미지 신호 생성 방법에 대한 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 14를 이용하여 설명한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.

도 15를 참조하면, 어플리케이션 프로세서(800)는 이미지 센서(100)에 HDR 지시 신호(HDR SIG)를 제공할 수 있다. 이미지 센서(100)는 HDR 지시 신호(HDR SIG)에 응답하여 HDR 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(100)는 HDR 지시 신호(HDR SIG)를 수신하는 경우에 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력할 수 있다. 또한, 이미지 센서(100)는 HDR 지시 신호(HDR SIG)에 응답하여 카운트 결과 신호(CNT_OUT)와 강도 데이터(ITS)를 어플리케이션 프로세서(800)에 제공할 수 있다.

어플리케이션 프로세서(800)에 포함되는 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)와 강도 데이터(ITS)에 기초하여 제4 이미지 신호(IMGS4)를 생성할 수 있다. 즉, 제2 이미지 신호 프로세서(900)는 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 n 비트에 해당하는 제4 이미지 신호(IMGS4)로 변환시킬 수 있다. 이와 같은 동작은 어플리케이션 프로세서(800)와 이미지 센서(100) 사이의 인터페이스에서 모니터링 될 수 있다.

도 16은 몇몇 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서와 이미지 센서의 이미지 신호 생성 방법에 대한 도면이다.

도 16을 참조하면, 어플리케이션 프로세서(800)는 HDR 지시 신호(HDR SIG)를 이미지 센서(100)에 제공하지 않을 수 있다. 이미지 센서(100)는 HDR 지시 신호(HDR SIG)를 수신하지 않는 경우 노멀 모드로 동작할 수 있다. 이미지 센서(100)는 이 경우, n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)를 제공할 수 있다. 이 때, 이미지 센서(100)의 리드아웃 회로(500)는 카운터(530)에 의해 출력되는 n 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력할 수 있다. 즉, 이미지 센서(100)는 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 출력하지 않는다.

도 17은 몇몇 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서와 이미지 센서의 이미지 신호 생성 방법에 대한 도면이다.

도 17을 참조하면, 어플리케이션 프로세서(800)는 이미지 센서(100)에 HDR 지시 신호(HDR SIG)를 제공할 수 있다. 이미지 센서(100)는 HDR 지시 신호(HDR SIG)에 응답하여 HDR 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(100)는 HDR 지시 신호(HDR SIG)를 수신하는 경우에 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)를 생성할 수 있다. 이미지 센서(100) 내부의 제1 이미지 신호 프로세서(400)는 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호(CNT_OUT)에 기초하여 n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)를 생성할 수 있다. 제3 이미지 신호(IMGS3)는 어플리케이션 프로세서(800)에 제공될 수 있다. 즉, 어플리케이션 프로세서(800)로부터의 HDR 지시 신호(HDR SIG)에 응답하여 이미지 센서(100)는 n 비트에 해당하는 제3 이미지 신호(IMGS3)를 어플리케이션 프로세서(800)에 제공할 수 있다.

도 18은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개념적인 레이아웃을 도시한 도면이다.

도 18을 참조하면, 이미지 센서(100'')는 상부 칩(200), 하부 칩(300) 및 메모리 칩(300')을 포함할 수 있다. 여기서 상부 칩(200), 하부 칩(300) 및 메모리 칩(300')은 제3 방향(Z)을 따라서 순차적으로 적층될 수 있다. 메모리 칩(300')은 하부 칩(300)의 하부에 배치될 수 있다. 메모리 칩(300')은 메모리 장치를 포함할 수 있다. 메모리 칩(300')은 상부 칩(200) 및 하부 칩(300)으로부터 신호를 전달받아, 메모리 장치를 통하여 신호를 처리할 수 있다. 즉, 메모리 칩(300')을 포함하는 이미지 센서(100'')는 3 스택 이미지 센서에 해당될 수 있다.

이하, 도 19 및 도 20을 참조하여 다른 몇몇 실시예에 따른 전자 장치(2000)를 설명한다.

도 19는 몇몇 실시예에 따른 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 20은 도 19의 카메라 모듈의 상세 블록도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 18을 이용하여 설명한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.

도 19를 참조하면, 전자 장치(2000)는 카메라 모듈 그룹(2100), 어플리케이션 프로세서(2200), PMIC(2300), 외부 메모리(2400) 및 디스플레이(2500)를 포함할 수 있다.

카메라 모듈 그룹(2100)은 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)을 포함할 수 있다. 비록 도면에는 3개의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)이 배치된 실시예가 도시되어 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 그룹(2100)은 2개의 카메라 모듈만을 포함하도록 변형되어 실시될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 그룹(2100)은 n개(n은 4 이상의 자연수)의 카메라 모듈을 포함하도록 변형되어 실시될 수도 있다.

여기서 3개의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 하나는 도 1 내지 도 18을 이용하여 설명한 이미지 센서(100)를 포함하는 카메라 모듈일 수 있다.

이하, 도 20을 참조하여, 카메라 모듈(2100b)의 상세 구성에 대해 보다 구체적으로 설명할 것이나, 이하의 설명은 실시예에 따라 다른 카메라 모듈들(2100a, 2100c)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

도 20을 참조하면, 카메라 모듈(2100b)은 프리즘(2105), 광학 경로 폴딩 요소(Optical Path Folding Element, 이하, ˝OPFE˝)(2110), 액츄에이터(2130), 이미지 센싱 장치(2140) 및 저장부(2150)를 포함할 수 있다.

프리즘(2105)은 광 반사 물질의 반사면(2107)을 포함하여 외부로부터 입사되는 광(L)의 경로를 변형시킬 수 있다.

몇몇 실시예에서, 프리즘(2105)은 제1 방향(X)으로 입사되는 광(L)의 경로를 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)으로 변경시킬 수 있다. 또한, 프리즘(2105)은 광 반사 물질의 반사면(2107)을 중심축(2106)을 중심으로 A방향으로 회전시키거나, 중심축(2106)을 B방향으로 회전시켜 제1 방향(X)으로 입사되는 광(L)의 경로를 수직인 제2 방향(Y)으로 변경시킬 수 있다. 이때, OPFE(2110)도 제1 방향(X)및 제2 방향(Y)과 수직인 제3 방향(Z)로 이동할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 도시된 것과 같이, 프리즘(2105)의 A방향 최대 회전 각도는 플러스(+) A방향으로는 15도(degree)이하이고, 마이너스(-) A방향으로는 15도보다 클 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에서, 프리즘(2105)은 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 20도 내외, 또는 10도에서 20도, 또는 15도에서 20도 사이로 움직일 수 있고, 여기서, 움직이는 각도는 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 동일한 각도로 움직이거나, 1도 내외의 범위로 거의 유사한 각도까지 움직일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 프리즘(2105)은 광 반사 물질의 반사면(2107)을 중심축(2106)의 연장 방향과 평행한 제3 방향(예를 들어, Z방향)으로 이동할 수 있다.

OPFE(2110)는 예를 들어 m(여기서, m은 자연수)개의 그룹으로 이루어진 광학 렌즈를 포함할 수 있다. m개의 렌즈는 제2 방향(Y)으로 이동하여 카메라 모듈(2100b)의 광학 줌 배율(optical zoom ratio)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(2100b)의 기본 광학 줌 배율을 Z라고할 때, OPFE(2110)에 포함된 m개의 광학 렌즈를 이동시킬 경우, 카메라 모듈(2100b)의 광학 줌 배율은 3Z 또는 5Z 이상의 광학 줌 배율로 변경될 수 있다.

액츄에이터(2130)는 OPFE(2110) 또는 광학 렌즈(이하, 광학 렌즈로 지칭)를 특정 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어 액츄에이터(2130)는 정확한 센싱을 위해 이미지 센서(2142)가 광학 렌즈의 초점 거리(focal length)에 위치하도록 광학 렌즈의 위치를 조정할 수 있다.

이미지 센싱 장치(2140)는 이미지 센서(2142), 제어 로직(2144) 및 메모리(2146)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(2142)는 광학 렌즈를 통해 제공되는 광(L)을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이미지 센서(2142)는 앞서 설명한 이미지 센서(100)를 포함할 수 있다.

제어 로직(2144)은 카메라 모듈(2100b)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(2144)은 제어 신호 라인(CSLb)을 통해 제공된 제어 신호에 따라 카메라 모듈(2100b)의 동작을 제어할 수 있다.

메모리(2146)는 캘리브레이션 데이터(2147)와 같은 카메라 모듈(2100b)의 동작에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 캘리브레이션 데이터(2147)는 카메라 모듈(2100b)이 외부로부터 제공된 광(L)을 이용하여 이미지 데이터를 생성하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 캘리브레이션 데이터(2147)는 예를 들어, 앞서 설명한 회전도(degree of rotation)에 관한 정보, 초점 거리(focal length)에 관한 정보, 광학 축(optical axis)에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(2100b)이 광학 렌즈의 위치에 따라 초점 거리가 변하는 멀티 스테이트(multi state) 카메라 형태로 구현될 경우, 캘리브레이션 데이터(2147)는 광학 렌즈의 각 위치별(또는 스테이트별) 초점 거리 값과 오토 포커싱(auto focusing)과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

저장부(2150)는 이미지 센서(2142)를 통해 센싱된 이미지 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(2150)는 이미지 센싱 장치(2140)의 외부에 배치될 수 있으며, 이미지 센싱 장치(2140)를 구성하는 센서 칩과 스택된(stacked) 형태로 구현될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 저장부(2150)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)으로 구현될 수 있으나 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 저장부(2150)는 하부 칩(300)에 의해 구현될 수 있다.

도 19와 도 20을 함께 참조하면, 몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각은 액추에이터(2130)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각은 그 내부에 포함된 액추에이터(2130)의 동작에 따른 서로 동일하거나 서로 다른 캘리브레이션 데이터(2147)를 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 2100b)은 앞서 설명한 프리즘(2105)과 OPFE(2110)를 포함하는 폴디드 렌즈(folded lens) 형태의 카메라 모듈이고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 2100a, 2100c)은 프리즘(2105)과 OPFE(2110)가 포함되지 않은 버티칼(vertical) 형태의 카메라 모듈일 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 2100c)은 예를 들어, IR(Infrared Ray)을 이용하여 깊이(depth) 정보를 추출하는 버티컬 형태의 깊이 카메라(depth camera)일 수 있다. 이 경우, 어플리케이션 프로세서(2200)는 이러한 깊이 카메라로부터 제공받은 이미지 데이터와 다른 카메라 모듈(예를 들어, 2100a 또는 2100b)로부터 제공받은 이미지 데이터를 병합(merge)하여 3차원 깊이 이미지(3D depth image)를 생성할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 2100a, 2100c)은 서로 다른 관측 시야(Field of View, 시야각)를 가질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 2100a, 2100c)의 광학 렌즈가 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각의 시야각은 서로 다를 수 있다. 이 경우, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각에 포함된 광학 렌즈 역시 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각은 서로 물리적으로 분리되어 배치될 수 있다. 즉, 하나의 이미지 센서(2142)의 센싱 영역을 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)이 분할하여 사용하는 것이 아니라, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각의 내부에 독립적인 이미지 센서(2142)가 배치될 수 있다.

다시 도 19를 참조하면, 어플리케이션 프로세서(2200)는 이미지 처리 장치(2210), 메모리 컨트롤러(2220), 내부 메모리(2230)를 포함할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(2200)는 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)과 분리되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(2200)와 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)은 별도의 반도체 칩으로 서로 분리되어 구현될 수 있다.

이미지 처리 장치(2210)는 복수의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b, 2212c), 이미지 생성기(2214) 및 카메라 모듈 컨트롤러(2216)를 포함할 수 있다.

이미지 처리 장치(2210)는 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)의 개수에 대응하는 개수의 복수의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b, 2212c)를 포함할 수 있다.

각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 서로 분리된 이미지 신호 라인(ISLa, ISLb, ISLc)를 통해 대응되는 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b, 2212c)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(2100a)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLa)을 통해 서브 이미지 프로세서(2212a)에 제공되고, 카메라 모듈(2100b)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLb)을 통해 서브 이미지 프로세서(2212b)에 제공되고, 카메라 모듈(2100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLc)을 통해 서브 이미지 프로세서(2212c)에 제공될 수 있다. 이러한 이미지 데이터 전송은 예를 들어, MIPI(Mobile Industry Processor Interface)에 기반한 카메라 직렬 인터페이스(CSI; Camera Serial Interface)를 이용하여 수행될 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 몇몇 실시예에서, 하나의 서브 이미지 프로세서가 복수의 카메라 모듈에 대응되도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 서브 이미지 프로세서(2212a)와 서브 이미지 프로세서(2212c)가 도시된 것처럼 서로 분리되어 구현되는 것이 아니라 하나의 서브 이미지 프로세서로 통합되어 구현되고, 카메라 모듈(2100a)과 카메라 모듈(2100c)로부터 제공된 이미지 데이터는 선택 소자(예를 들어, 멀티플렉서) 등을 통해 선택된 후, 통합된 서브 이미지 프로세서에 제공될 수 있다.

각각의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b 및 2212c)에 제공된 이미지 데이터는 이미지 생성기(2214)에 제공될 수 있다. 이미지 생성기(2214)는 이미지 생성 정보(Generating Information) 또는 모드 신호(Mode Signal)에 따라 각각의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b 및 2212c)로부터 제공된 이미지 데이터를 이용하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.

구체적으로, 이미지 생성기(2214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(2100a, 2100b 및 2100c)로부터 생성된 이미지 데이터 중 적어도 일부를 병합(merge)하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 생성기(2214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(2100a, 2100b 및 2100c)로부터 생성된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 이미지 생성 정보는 줌 신호(zoom signal or zoom factor)를 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 모드 신호는 예를 들어, 유저(user)로부터 선택된 모드에 기초한 신호일 수 있다.

이미지 생성 정보가 줌 신호(줌 팩터)이고, 각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)이 서로 다른 관측 시야(시야각)를 갖는 경우, 이미지 생성기(2214)는 줌 신호의 종류에 따라 서로 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 줌 신호가 제1 신호일 경우, 카메라 모듈(2100a)로부터 출력된 이미지 데이터와 카메라 모듈(2100c)로부터 출력된 이미지 데이터를 병합한 후, 병합된 이미지 신호와 병합에 사용하지 않은 카메라 모듈(2100b)로부터 출력된 이미지 데이터를 이용하여, 출력 이미지를 생성할 수 있다. 만약, 줌 신호가 제1 신호와 다른 제2 신호일 경우, 이미지 생성기(2214)는 이러한 이미지 데이터 병합을 수행하지 않고, 각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)로부터 출력된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 하지만 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 이미지 데이터를 처리하는 방법은 얼마든지 변형되어 실시될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 이미지 생성기(2214)는 복수의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b 및 2212c) 중 적어도 하나로부터 노출 시간이 상이한 복수의 이미지 데이터를 수신하고, 복수의 이미지 데이터에 대하여 HDR(high dynamic range) 처리를 수행함으로서, 다이나믹 레인지가 증가된 병합된 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

카메라 모듈 컨트롤러(2216)는 각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 카메라 모듈 컨트롤러(2216)로부터 생성된 제어 신호는 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb 및 CSLc)를 통해 대응되는 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제공될 수 있다.

복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c) 중 어느 하나는 줌 신호를 포함하는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라 마스터(master) 카메라(예를 들어, 2100a)로 지정되고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 2100b 및 2100c)은 슬레이브(slave) 카메라로 지정될 수 있다. 이러한 정보는 제어 신호에 포함되어, 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb 및 CSLc)를 통해 대응되는 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제공될 수 있다.

줌 팩터 또는 동작 모드 신호에 따라 마스터 및 슬레이브로서 동작하는 카메라 모듈이 변경될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(2100a)의 시야각이 카메라 모듈(2100c)의 시야각보다 넓고, 줌 팩터가 낮은 줌 배율을 나타낼 경우, 카메라 모듈(2100c)이 마스터로서 동작하고, 카메라 모듈(2100a)이 슬레이브로서 동작할 수 있다. 반대로, 줌 팩터가 높은 줌 배율을 나타낼 경우, 카메라 모듈(2100a)이 마스터로서 동작하고, 카메라 모듈(2100c)이 슬레이브로서 동작할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 컨트롤러(2216)로부터 각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제공되는 제어 신호는 싱크 인에이블 신호(sync enable) 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(2100b)이 마스터 카메라이고, 카메라 모듈들(2100a, 2100c)이 슬레이브 카메라인 경우, 카메라 모듈 컨트롤러(2216)는 카메라 모듈(2100b)에 싱크 인에이블 신호를 전송할 수 있다. 이러한 싱크 인에이블 신호를 제공받은 카메라 모듈(2100b)은 제공받은 싱크 인에이블 신호를 기초로 싱크 신호(sync signal)를 생성하고, 생성된 싱크 신호를 싱크 신호 라인(SSL)을 통해 카메라 모듈들(2100a 및 2100c)에 제공할 수 있다. 카메라 모듈(2100b)과 카메라 모듈들(2100a 및 2100c)은 이러한 싱크 신호에 동기화되어 이미지 데이터를 어플리케이션 프로세서(2200)에 전송할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 컨트롤러(2216)로부터 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제공되는 제어 신호는 모드 신호에 따른 모드 정보를 포함할 수 있다. 이러한 모드 정보에 기초하여 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)은 센싱 속도와 관련하여 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작할 수 있다.

복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)은 제1 동작 모드에서, 제1 속도로 이미지 신호를 생성(예를 들어, 제1 프레임 레이트의 이미지 신호를 생성)하여 이를 제1 속도보다 높은 제2 속도로 인코딩(예를 들어, 제1 프레임 레이트보다 높은 제2 프레임 레이트의 이미지 신호를 인코딩)하고, 인코딩된 이미지 신호를 어플리케이션 프로세서(2200)에 전송할 수 있다. 이때, 제2 속도는 제1 속도의 30배 이하일 수 있다.

어플리케이션 프로세서(2200)는 수신된 이미지 신호, 다시 말해서 인코딩된 이미지 신호를 내부에 구비되는 메모리(2230) 또는 어플리케이션 프로세서(2200) 외부의 스토리지(2400)에 저장하고, 이후, 메모리(2230) 또는 스토리지(2400)로부터 인코딩된 이미지 신호를 독출하여 디코딩하고, 디코딩된 이미지 신호에 기초하여 생성되는 이미지 데이터를 디스플레이할 수 있다. 예컨대 이미지 처리 장치(2210)의 복수의 서브 프로세서(2212a, 2212b, 2212c) 중 대응하는 서브 프로세서가 디코딩을 수행할 수 있으며, 또한 디코딩된 이미지 신호에 대하여 이미지 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어 디스플레이(2500)에 디코딩된 이미지 신호에 기초하여 생성되는 이미지 데이터가 디스플레이될 수 있다.

복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)은 제2 동작 모드에서, 제1 속도보다 낮은 제3 속도로 이미지 신호를 생성(예를 들어, 제1 프레임 레이트보다 낮은 제3 프레임 레이트의 이미지 신호를 생성)하고, 이미지 신호를 어플리케이션 프로세서(2200)에 전송할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(2200)에 제공되는 이미지 신호는 인코딩되지 않은 신호일 수 있다. 어플리케이션 프로세서(2200)는 수신되는 이미지 신호에 대하여 이미지 처리를 수행하거나 또는 이미지 신호를 메모리(2230) 또는 스토리지(2400)에 저장할 수 있다.

PMIC(2300)는 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c) 각각에 전력, 예컨대 전원 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, PMIC(2300)는 어플리케이션 프로세서(2200)의 제어 하에, 파워 신호 라인(PSLa)을 통해 카메라 모듈(2100a)에 제1 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLb)을 통해 카메라 모듈(2100b)에 제2 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLc)을 통해 카메라 모듈(2100c)에 제3 전력을 공급할 수 있다.

PMIC(2300)는 어플리케이션 프로세서(2200)로부터의 전력 제어 신호(PCON)에 응답하여, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c) 각각에 대응하는 전력을 생성하고, 또한 전력의 레벨을 조정할 수 있다. 전력 제어 신호(PCON)는 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)의 동작 모드 별 전력 조정 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드는 저전력 모드(low power mode)를 포함할 수 있으며, 이때, 전력 제어 신호(PCON)는 저전력 모드로 동작하는 카메라 모듈 및 설정되는 전력 레벨에 대한 정보를 포함할 수 있다. 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c) 각각에 제공되는 전력들의 레벨은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 또한, 전력의 레벨은 동적으로 변경될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 이미지 센싱 장치 100: 이미지 센서
200: 상부 칩 300: 하부 칩
400: 제1 이미지 신호 프로세서 500: 리드아웃 회로
510: 아날로그 회로 520: 비교기
530: 카운터

Claims

픽셀 신호를 출력하는 픽셀 어레이;
기준 신호와 상기 픽셀 신호를 비교하여 비교 결과 신호를 출력하는 비교기;
상기 비교 결과 신호를 카운팅하여 m 비트에 해당하는 카운트 결과 신호를 출력하는 카운터; 및
상기 카운트 결과 신호에 대한 보정을 수행하여 n 비트에 해당하는 이미지 신호를 출력하는 이미지 신호 프로세서를 포함하고,
상기 m과 n은 정수이고, 상기 m은 상기 n보다 큰 이미지 센싱 장치.
제 1항에 있어서,
상기 이미지 신호 프로세서는 상기 카운트 결과 신호의 값이 제1 임계 값보다 큰 경우, 상기 카운트 결과 신호 중 제1 비트들을 삭제하여 상기 이미지 신호를 생성하는 이미지 센싱 장치.
제 2항에 있어서,
상기 이미지 신호 프로세서는 상기 카운트 결과 신호의 값이 상기 제1 임계 값보다 크지 않은 경우, 상기 카운트 결과 신호 중 제2 비트들을 삭제하여 상기 이미지 신호를 생성하는 이미지 센싱 장치.
제 3항에 있어서,
상기 제1 비트들은 상기 카운트 결과 신호 중 제1 내지 제(m-n) 비트를 포함하고, 상기 제2 비트들은 상기 카운트 결과 신호 중 제m 내지 제(n+1) 비트를 포함하는 이미지 센싱 장치.
제 1항에 있어서,
상기 카운터는 상기 카운트 결과 신호 중 제1 카운트 결과 신호의 값이 제1 임계 값보다 큰 경우 제1 강도 데이터를 출력하고, 상기 카운트 결과 신호 중 제2 카운트 결과 신호의 값이 상기 제1 임계 값보다 크지 않은 경우 제2 강도 데이터를 출력하는 이미지 센싱 장치.
제 1항에 있어서,
상기 m은 12이고, 상기 n은 10인 이미지 센싱 장치.
픽셀 신호를 생성하는 이미지 센서; 및
상기 이미지 센서에 HDR(high dynamic range) 지시 신호를 제공하는 어플리케이션 프로세서를 포함하고,
상기 이미지 센서는,
상기 HDR 지시 신호를 수신하는 경우 m 비트에 해당하는 이미지 신호를 출력하고,
상기 HDR 지시 신호를 수신하지 않는 경우 n 비트에 해당하는 이미지 신호를 출력하고,
상기 m과 n은 정수이고, 상기 m은 상기 n보다 큰 전자 장치.
제 7항에 있어서,
상기 이미지 센서는 상기 HDR 지시 신호를 수신하는 경우 상기 이미지 신호의 강도 값에 기초하여 강도 데이터를 생성하고, 상기 이미지 신호 및 상기 강도 데이터를 상기 어플리케이션 프로세서에 제공하고,
상기 어플리케이션 프로세서는 상기 강도 데이터에 기초하여 상기 이미지 신호에 대한 보정을 수행하여 상기 n 비트에 해당하는 보정 이미지 신호를 생성하는 전자 장치.
제 7항에 있어서,
상기 이미지 센서는 상기 HDR 지시 신호를 수신하는 경우 상기 이미지 신호에 대한 보정을 수행하여 상기 n 비트에 해당하는 보정 이미지 신호를 생성하고, 상기 어플리케이션 프로세서에 상기 보정 이미지 신호를 제공하는 전자 장치.
빛을 센싱하여 픽셀 신호를 출력하고,
상기 픽셀 신호에 대한 아날로그 디지털 변환을 수행하여 m 비트에 해당하는 제1 이미지 신호를 출력하고,
상기 제1 이미지 신호의 강도 값(intensity value)에 기초하여 제1 강도 데이터를 생성하고,
상기 제1 강도 데이터에 기초하여 상기 제1 이미지 신호에 대한 보정을 수행하여 제1 보정 이미지 신호를 출력하는 것을 포함하고,
상기 제1 보정 이미지 신호는 n 비트에 해당하고,
상기 m과 n은 정수이고, 상기 m은 상기 n보다 큰 이미지 센싱 방법.