KR20230113125A - Image sensor and electronic device comprising thereof - Google Patents

Image sensor and electronic device comprising thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20230113125A
KR20230113125A KR1020220107159A KR20220107159A KR20230113125A KR 20230113125 A KR20230113125 A KR 20230113125A KR 1020220107159 A KR1020220107159 A KR 1020220107159A KR 20220107159 A KR20220107159 A KR 20220107159A KR 20230113125 A KR20230113125 A KR 20230113125A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pixel
reset
sub
read
horizontal period
Prior art date
Application number
KR1020220107159A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
타카히코 이나다
원동욱
전현진
백재흠
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US18/149,273 priority Critical patent/US20230239595A1/en
Priority to EP23151776.4A priority patent/EP4216565A1/en
Priority to JP2023004985A priority patent/JP2023107221A/en
Priority to CN202310080228.5A priority patent/CN116489523A/en
Publication of KR20230113125A publication Critical patent/KR20230113125A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57Control of the dynamic range
    • H04N25/58Control of the dynamic range involving two or more exposures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50Control of the SSIS exposure
    • H04N25/53Control of the integration time
    • H04N25/531Control of the integration time by controlling rolling shutters in CMOS SSIS
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/745Circuitry for generating timing or clock signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/772Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서는, 동일한 컬럼 라인에 연결되는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함하고, 상기 제1 픽셀은 제1 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 2N개의 서브 픽셀들(N은 2 이상의 양의 정수)을 포함하고, 상기 제2 픽셀은 제2 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 2N개의 서브 픽셀들을 포함하는, 픽셀 어레이, 노출 시간 설정 값에 따라 상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀에 구비되는 4N개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서를 변경하며, 변경된 순서에 따른 로우 어드레스를 출력하는 타이밍 생성기, 및 상기 로우 어드레스를 기초로 상기 픽셀 어레이를 구동하는 로우 드라이버를 포함할 수 있다.An image sensor according to an embodiment of the present disclosure includes a first pixel and a second pixel connected to the same column line, and the first pixel includes 2N subpixels sharing a first floating diffusion node (N is 2 above positive integers), wherein the second pixel includes 2N sub-pixels sharing a second floating diffusion node, provided in the first pixel and the second pixel according to an exposure time setting value and a timing generator that changes the reset order and read order of the 4N subpixels and outputs row addresses according to the changed order, and a row driver that drives the pixel array based on the row addresses.

Description

이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치{Image sensor and electronic device comprising thereof}Image sensor and electronic device including the same

본 개시의 기술적 사상은 이미지 센서에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 동적 범위가 확장된 이미지 센서 및 이의 동작 방법에 관한 것이다. The technical idea of the present disclosure relates to an image sensor, and more particularly, to an image sensor with an extended dynamic range and an operating method thereof.

이미지 센서는 대상물의 2차원적 또는 3차원적 이미지를 캡쳐하는 장치이다. 이미지 센서는 대상물로부터 반사되는 빛의 세기에 따라 반응하는 광전 변환 소자를 이용해 대상물의 이미지를 생성한다. CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 기술이 발전하면서, CMOS를 이용한 CMOS 이미지 센서가 널리 사용되고 있다. 최근, 이미지 센서의 해상도가 증가함에 따라 픽셀 사이즈는 감소하면서, 다이나믹 레인지가 증가되는 이미지 센서가 요구된다. An image sensor is a device that captures a two-dimensional or three-dimensional image of an object. An image sensor generates an image of an object using a photoelectric conversion element that reacts according to the intensity of light reflected from the object. As CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) technology develops, CMOS image sensors using CMOS are widely used. Recently, as the resolution of an image sensor increases, an image sensor having a reduced pixel size and an increased dynamic range is required.

본 개시의 기술적 사상은, 공유 픽셀 구조를 갖는 픽셀 어레이의 노출 시간을 최소화할 수 있는 픽셀 어레이의 독출 방법을 제공하는 데 있다. An object of the present disclosure is to provide a method for reading a pixel array capable of minimizing an exposure time of a pixel array having a shared pixel structure.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 센서는, 동일한 컬럼 라인에 연결되는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함하고, 상기 제1 픽셀은 제1 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 N개의 서브 픽셀들(N은 2 이상의 양의 정수)을 포함하고, 상기 제2 픽셀은 제2 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 N개의 서브 픽셀들을 포함하는, 픽셀 어레이, 노출 시간 설정 값에 따라 상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀에 구비되는 2N개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서를 변경하며, 변경된 순서에 따른 로우 어드레스를 출력하는 타이밍 생성기, 및 상기 로우 어드레스를 기초로 상기 픽셀 어레이를 구동하는 로우 드라이버를 포함할 수 있다.An image sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure includes a first pixel and a second pixel connected to the same column line, and the first pixel includes N subpixels (N is a positive integer greater than or equal to 2), and the second pixel includes N subpixels sharing a second floating diffusion node, the first pixel and the second pixel according to an exposure time setting value It may include a timing generator that changes the reset order and read order of 2N subpixels included in , and outputs a row address according to the changed order, and a row driver that drives the pixel array based on the row address.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 센서는, 행열로 배열된 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 복수의 픽셀 각각이 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 N개의 서브 픽셀들(N은 2 이상의 정수)을 포함하는 픽셀 어레이, 컬럼 방향으로 인접한 제1 픽셀 및 제2 픽셀에 구비되는 2N개의 서브 픽셀들을 순차적으로 독출하되, 제1 수평 기간에 상기 제1 픽셀의 제1 서브 픽셀이 독출되고 상기 제2 픽셀의 제2 서브 픽셀이 리셋되고, 제2 수평 기간에 상기 제2 픽셀의 상기 제2 서브 픽셀이 독출되고 상기 제1 픽셀의 제3 서브 픽셀이 리셋되도록 상기 2N개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서를 노출 시간 설정 값에 따라 설정하는 타이밍 생성기 및 상기 타이밍 생성기로부터 제공되는 로우 어드레스를 기초로 상기 픽셀 어레이를 상기 2N개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서에 따라 구동하는 로우 드라이버를 포함할 수 있다.An image sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure includes a plurality of pixels arranged in rows and columns, and each of the plurality of pixels includes N subpixels (N is an integer greater than or equal to 2) sharing a floating diffusion node. 2N subpixels provided in a pixel array, a first pixel and a second pixel adjacent in a column direction are sequentially read, wherein the first subpixel of the first pixel is read in a first horizontal period and the second pixel is read out sequentially. The reset order and read order of the 2N subpixels such that the second subpixel of the 2N subpixel is reset, the second subpixel of the second pixel is read, and the third subpixel of the first pixel is reset in the second horizontal period. and a row driver for driving the pixel array according to a reset order and a read order of the 2N subpixels based on a row address provided from the timing generator and a timing generator for setting ? according to an exposure time setting value.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자 장치는, 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하며 상기 픽셀 어레이에 수신되는 광 신호를 기초로 이미지 데이터를 생성하는 이미지 센서, 및 주변 조도를 나타내는 조도 정보를 기초로 노출 시간 설정 값을 생성하고, 상기 노출 시간 설정 값을 상기 이미지 센서에 전송하는 어플리케이션 프로세서를 포함하고, 상기 복수의 픽셀은, 동일한 컬럼 라인에 연결되는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함하고, 상기 제1 픽셀 및 제2 픽셀 각각은 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 서브 픽셀들을 포함하고, 상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀의 복수의 서브 픽셀의 리셋 순서 및 독출 순서는 상기 노출 시간 설정 값에 따라 변경될 수 있다.An electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure includes an image sensor including a pixel array including a plurality of pixels and generating image data based on an optical signal received by the pixel array, and illumination information indicating ambient illumination. and an application processor generating an exposure time setting value based on and transmitting the exposure time setting value to the image sensor, wherein the plurality of pixels include a first pixel and a second pixel connected to the same column line. wherein each of the first pixel and the second pixel includes subpixels sharing a floating diffusion node, and a reset order and a read order of a plurality of subpixels of the first pixel and the second pixel are the exposure time setting value may change according to

본 개시의 기술적 사상에 따른 이미지 센서 및 이미지 센서의 동작 방법에 따르면, 공유 픽셀 구조를 갖는 픽셀 어레이에서 노출 시간 설정 값에 따라, 두 픽셀이 서브 픽셀의 리셋 및 독출을 교번적으로 수행하도록 두 픽셀에 포함되는 복수의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서가 변경될 수 있다. 이에 따라, 노출 시간의 제약이 극복되고 최소 노출 시간이 설정될 수 있어 초고조도 환경에서도 이미지 센서의 동적 범위가 증가될 수 있다. According to the image sensor and the method of operating the image sensor according to the technical idea of the present disclosure, two pixels alternately reset and read sub-pixels according to an exposure time set value in a pixel array having a shared pixel structure. A reset order and a read order of a plurality of subpixels included in may be changed. Accordingly, the limitation of exposure time can be overcome and the minimum exposure time can be set, so that the dynamic range of the image sensor can be increased even in an ultra-high luminance environment.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서를 나타내는 블록도이다.
도 2a는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이의 일 예를 나타내는 평면도이고, 도 2b는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이의 수직 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시의 실시예들에 따른 픽셀 어레이의 컬러 패턴을 예시적으로 나타낸다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이의 롤링 셔터에 따른 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 및 픽셀 어레이를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이에 제공되는 제어 신호들의 타이밍도이다.
도 7은 비교예에 따른 픽셀 어레이에 제공되는 제어 신호들의 타이밍도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이의 노출 시간 설정에 따른 리셋 및 독출 순서를 나타낸다.
도 9a 내지 도 9h는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이에 구비되는 서브 픽셀들의 독출 순서를 나타낸다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서에서 라인 버퍼들에 저장된 이미지 데이터를 칼라 패턴에 따른 이미지 데이터로 변환을 나타낸다.
도 11은 본 개시의 실시예에 따른 타이밍 생성기를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 개시의 실시예에 따른 타이밍 생성기의 어드레스 산출 방식을 나타낸다.
도 13은 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서에서 노출 시간 설정 값의 변화에 따른 리셋 및 독출을 설명하는 타이밍도이다.
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
1 is a block diagram illustrating an image sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
2A is a plan view illustrating an example of a pixel array according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 2B is a vertical cross-sectional view of the pixel array according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
3A and 3B illustratively show a color pattern of a pixel array according to embodiments of the present disclosure.
4 is a timing diagram illustrating an operation according to a rolling shutter of a pixel array according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a circuit diagram illustrating a pixel and a pixel array according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
6 is a timing diagram of control signals provided to a pixel array according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a timing diagram of control signals provided to a pixel array according to a comparative example.
8A to 8D illustrate reset and read sequences according to setting an exposure time of a pixel array according to an embodiment of the present disclosure.
9A to 9H show a reading order of subpixels included in a pixel array according to an embodiment of the present disclosure.
10 illustrates conversion of image data stored in line buffers into image data according to a color pattern in an image sensor according to an embodiment of the present disclosure.
11 is a schematic block diagram of a timing generator according to an embodiment of the present disclosure.
12A to 12C illustrate an address calculation method of a timing generator according to an embodiment of the present disclosure.
13 is a timing diagram illustrating resetting and reading according to a change in an exposure time set value in an image sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
14 is a block diagram schematically illustrating an electronic device including an image sensor according to an embodiment of the present disclosure.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서를 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating an image sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

이미지 센서(100)는 이미지 또는 광 센싱 기능을 갖는 전자 기기에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(100)는 카메라, 스마트폰, 웨어러블 기기, 사물 인터넷(Internet of Things(IoT)), 태블릿 PC(Personal Computer), PDA(Personal Digital Assistant), PMP(portable Multimedia Player), 네비게이션(navigation) 장치 등과 같은 전자 기기에 탑재될 수 있다. 또한 이미지 센서(100)는 차량, 가구, 제조 설비, 도어, 각종 계측 기기 등에 부품으로서 구비되는 전자 기기에 탑재될 수 있다.The image sensor 100 may be mounted in an electronic device having an image or light sensing function. For example, the image sensor 100 may be a camera, a smart phone, a wearable device, the Internet of Things (IoT), a tablet PC (Personal Computer), a PDA (Personal Digital Assistant), a PMP (portable multimedia player), It can be mounted on an electronic device such as a navigation device. In addition, the image sensor 100 may be mounted on electronic devices provided as parts, such as vehicles, furniture, manufacturing facilities, doors, and various measuring devices.

이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(110), 로우 드라이버(Row Driver, 120), 아날로그-디지털 변환 회로(130)(이하, ADC 회로라고 함), 타이밍 컨트롤러(140), 이미지 변환 회로(150), 메모리(160)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(100)는 이미지 신호 프로세서(170)를 더 포함할 수 있다. The image sensor 100 includes a pixel array 110, a row driver 120, an analog-to-digital conversion circuit 130 (hereinafter referred to as an ADC circuit), a timing controller 140, and an image conversion circuit 150. , may include a memory 160. The image sensor 100 may further include an image signal processor 170 .

픽셀 어레이(110)는 복수의 로우 라인(RL), 복수의 컬럼 라인(CL) 및 복수의 로우 라인(RL) 및 복수의 컬럼 라인(CL)과 접속되며, 행열로 배열된 복수의 픽셀(PX)을 포함한다. The pixel array 110 includes a plurality of row lines RL, a plurality of column lines CL, and a plurality of pixels PX connected to the plurality of row lines RL and the plurality of column lines CL and arranged in rows and columns. ).

픽셀(PX)은 광전 변환 소자를 이용하여 빛을 감지하고, 감지된 빛에 따른 전기적 신호인 이미지 신호를 출력할 수 있다. 광전 변환 소자는 무기 포토(photo) 다이오드, 유기 포토 다이오드, 페로브 스카이트 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 포토 게이트 또는 핀드 포토 다이오드(pinned photodiode) 등과 같이, 유기 물질 또는 무기 물질로 구성되는 광 감지 소자일 수 있다. The pixel PX may sense light using a photoelectric conversion element and output an image signal that is an electrical signal according to the detected light. The photoelectric conversion element may be a light-sensing element composed of an organic material or an inorganic material, such as an inorganic photo diode, an organic photo diode, a perovskite photo diode, a photo transistor, a photo gate, or a pinned photo diode. can

본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이(110)에서, 픽셀(PX)은 공유 픽셀 구조를 가질 수 있다. 픽셀(PX)은 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 복수의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 서브 픽셀은 광전 변환 소자 및 광전 변환 소자에서 생성되는 전하를 플로팅 디퓨전 노드로 전송하는 전송 트랜지스터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 픽셀(PX)은 도 3a에 도시되는 바와 같이 2×2 행열로 배열된 4개의 서브 픽셀(도 3의 SPX11, SPX12, SPX21, SPX22)을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 픽셀(PX)은 M×N 행열 또는 N×M 행열로 배치되는 M×N 개의 서브 픽셀(N은 2 이상의 양의 정수, M은 양의 정수)을 포함할 수 있다. In the pixel array 110 according to an embodiment of the present disclosure, the pixels PX may have a shared pixel structure. The pixel PX may include a plurality of sub-pixels sharing a floating diffusion node. The sub-pixel may include a photoelectric conversion element and a transfer transistor that transfers charges generated by the photoelectric conversion element to the floating diffusion node. As an example, the pixel PX may include four sub-pixels (SPX11, SPX12, SPX21, and SPX22 in FIG. 3) arranged in a 2×2 matrix as shown in FIG. 3A. However, it is not limited thereto, and the pixel PX may include M×N sub-pixels (N is a positive integer equal to or greater than 2 and M is a positive integer) arranged in an M×N matrix or an N×M matrix. .

이에 따라, 픽셀 어레이(110)은 복수의 서브 픽셀 로우들을 포함할 수 있으며, 각 서브 픽셀 로우는 로우 방향으로 연속하는 복수의 서브 픽셀들을 포함하거나 또는 각 서브 픽셀 로우에는 로우 방향으로 연속하는 복수의 서브 픽셀들이 배치될 수 있다. 이하, 본 개시에서 '로우'는 서브 픽셀 로우를 의미하며, 픽셀들로 구성되는 로우(또는 픽셀들이 배치되는 로우)는 픽셀 로우로 지칭하기로 한다. Accordingly, the pixel array 110 may include a plurality of sub-pixel rows, and each sub-pixel row may include a plurality of sub-pixels contiguous in a row direction or each sub-pixel row may include a plurality of sub-pixels contiguous in a row direction. Sub-pixels may be arranged. Hereinafter, in the present disclosure, a 'row' means a sub-pixel row, and a row composed of pixels (or a row in which pixels are arranged) will be referred to as a pixel row.

실시예에 있어서, 컬럼 방향(열 방향)으로 인접한 2개의 픽셀(PX)(예컨대 도 3a의 PX1과 PX2 및 PX3과 PX4)은 동일한 컬럼 라인(CL)에 연결될 수 있으며, 노출 시간 설정 값(다시 말해서 설정되는 노출 시간)에 따라 2개의 픽셀(PX)에 구비되는 복수의 서브 픽셀의 리셋 순서(또는 셔터(shutter) 순서라고 함) 및 독출(readout) 순서가 변경될 수 있다. 2개의 픽셀(PX)이 교번적으로 각 서브 픽셀에서 생성되는 픽셀 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀의 리셋은 서브 픽셀에 구비되는 광전 변환 소자의 리셋을 의미한다. 노출 시간 전에, 서브 픽셀에 구비되는 광전 변환 소자(예컨대 포토 다이오드)에서 생성된 전하를 제거하기 위해 광전 변환 소자에 연결된 전송 트랜지스터가 턴-온됨으로써 서브 픽셀이 리셋될 수 있다. 전송 트랜지스터가 턴-온 되면 광전 변환 소자에서 생성된 전하가 플로팅 디퓨전 노드로 전송되고, 이후에(또는 동시에)플로팅 디퓨전 노드에 리셋 전압이 인가되어 전하가 제거될 수 있다. 서브 픽셀의 독출은 노출 시간 동안에 서브 픽셀에 구비되는 광전 변환 소자에서 생성된 전하를 플로팅 디퓨전 노드로 전송하기 위해 광전 변환 전송 트랜지스터가 턴-온 됨으로써 수행될 수 있다. 플로팅 디퓨전 노드로 전송된 전하에 대응하여 생성되는 픽셀 전압이 픽셀에 연결된 컬럼 라인을 통해 ADC회로(130)로 출력될 수 있다. 노출 시간(또는 집적 시간(integration time) 이라고 함)은 서브 픽셀의 리셋을 위해 전송 트랜지스터가 턴-온 되었다가 턴-오프 된 후, 서브 픽셀의 독출을 위해 전송 트랜지스터가 다시 턴-온 되기까지의 기간을 의미할 수 있다. In the embodiment, two pixels PX (for example, PX1 and PX2 and PX3 and PX4 in FIG. 3A ) adjacent in the column direction (column direction) may be connected to the same column line CL, and the exposure time setting value (again In other words, a reset order (or referred to as a shutter order) and a readout order of a plurality of subpixels included in the two pixels PX may be changed according to the set exposure time. The two pixels PX may alternately output pixel signals generated in each sub-pixel. Here, the reset of the sub-pixel means the reset of the photoelectric conversion element included in the sub-pixel. Before the exposure time, the sub-pixel may be reset by turning on a transfer transistor connected to the photoelectric conversion element (eg, a photodiode) provided in the sub-pixel to remove charges generated from the photoelectric conversion element. When the transfer transistor is turned on, charges generated in the photoelectric conversion device are transferred to the floating diffusion node, and then (or simultaneously) a reset voltage is applied to the floating diffusion node to remove the charges. The reading of the sub-pixel may be performed by turning on the photoelectric conversion transfer transistor to transfer electric charges generated by the photoelectric conversion element included in the sub-pixel to the floating diffusion node during the exposure time. A pixel voltage generated corresponding to the charge transferred to the floating diffusion node may be output to the ADC circuit 130 through a column line connected to the pixel. The exposure time (or referred to as integration time) is the period from when the transfer transistor is turned on and off to reset the subpixel and then turned on again to read the subpixel. can mean a period of time.

2개의 픽셀(PX) 중 하나의 픽셀(PX), 예컨대 제1 픽셀의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간, 예컨대 제1 수평 기간에 다른 픽셀(PX), 예컨대 제2 픽셀의 서브 픽셀이 리셋될 수 있다. 제1 수평 기간에, 제1 픽셀의 다른 서브 픽셀은 리셋 되거나 픽셀 신호가 독출되지 않는다. 또한, 제1 수평 기간 이후의 제2 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀로부터 픽셀 신호가 독출되고, 제1 픽셀의 다른 서브 픽셀이 리셋될 수 있다. A subpixel of another pixel PX, for example, a second pixel, may be reset during a horizontal period in which a subpixel of one of the two pixels PX, for example, a first pixel, is read, for example, during the first horizontal period. there is. In the first horizontal period, other sub-pixels of the first pixel are reset or no pixel signals are read. Also, in a second horizontal period after the first horizontal period, a pixel signal may be read from a subpixel of a second pixel, and another subpixel of the first pixel may be reset.

로우 드라이버(120)는 픽셀 어레이(110)를 구동 할 수 있다. 로우 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신되는 로우 제어 신호(예컨대, 로우 어드레스)를 디코딩하고, 디코딩된 로우 제어 신호에 응답하여 픽셀 어레이(110)에 연결되는 복수의 로우 라인들(RL) 중에서 적어도 하나의 로우 라인(RL)을 선택할 수 있다. 여기서, 로우 제어 신호는 픽셀 어레이(110)에 구비되는 복수의 로우 중 적어도 한 로우를 선택할 수 있다. The row driver 120 may drive the pixel array 110 . The row driver 120 decodes a row control signal (eg, a row address) received from the timing controller 140 and generates a plurality of row lines RL connected to the pixel array 110 in response to the decoded row control signal. ), at least one row line RL may be selected. Here, the row control signal may select at least one row among a plurality of rows included in the pixel array 110 .

실시예에 있어서, 로우 드라이버(120)는 픽셀 어레이(110)를 2개의 픽셀 로우 단위로 구동할 수 있다. 예를 들어 로우 드라이버(1120)는 컬럼 방향으로 인접하게 배치된 제1 픽셀 및 제2 픽셀에 구비되는 복수의 서브 픽셀을 설정된 순서에 따라 선택할 것을 나타내는 로우 제어 신호(예컨대 로우 어드레스)를 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신하고, 로우 제어 신호를 기초로 픽셀 어레이(110)에 연결되는 복수의 로우 라인들 중 적어도 하나의 로우 라인을 선택할 수 있다. In an exemplary embodiment, the row driver 120 may drive the pixel array 110 in units of two pixel rows. For example, the row driver 1120 transmits a row control signal (eg, a row address) indicating to select a plurality of subpixels provided in a first pixel and a second pixel disposed adjacently in a column direction in a set order to a timing controller ( 140), and at least one row line among a plurality of row lines connected to the pixel array 110 may be selected based on the row control signal.

로우 드라이버(120)는 로우 제어 신호를 기초로, 각 픽셀에 제공되는 픽셀 제어 신호들, 예컨대 선택 신호, 리셋 신호, 전송 제어 신호들을 생성할 수 있다. 선택 신호, 리셋 신호, 전송 제어 신호들에 기초하여 복수의 서브 픽셀이 리셋 및 독출될 수 있다. The row driver 120 may generate pixel control signals, such as a selection signal, a reset signal, and a transmission control signal, provided to each pixel based on the row control signal. A plurality of subpixels may be reset and read based on the selection signal, the reset signal, and the transmission control signals.

픽셀 어레이(110)는 로우 드라이버(120)로부터 제공된 선택 신호에 의해 선택되는 적어도 하나의 픽셀 로우에 포함되는 픽셀들(PX) 각각으로부터 픽셀 신호, 예컨대 픽셀 전압을 출력한다. 픽셀 신호는 픽셀에 구비되는 플로팅 디퓨전 노드가 리셋된 상태의 전압 레벨을 나타내는 리셋 신호와 적어도 하나의 서브 픽셀에 수신된 광 신호에 따른 전압 레벨을 나타내는 이미지 신호를 포함할 수 있다. The pixel array 110 outputs a pixel signal, for example, a pixel voltage, from each of the pixels PX included in at least one pixel row selected by a selection signal provided from the row driver 120 . The pixel signal may include a reset signal indicating a voltage level in a state in which a floating diffusion node included in a pixel is reset, and an image signal indicating a voltage level according to an optical signal received in at least one subpixel.

로우 드라이버(120)는 픽셀 신호의 출력을 위한 제어 신호들을 픽셀 어레이(110)에 전송할 수 있으며, 픽셀(PX)은 제어 신호들에 응답하여 동작함으로써, 픽셀 신호를 출력할 수 있다. The row driver 120 may transmit control signals for outputting pixel signals to the pixel array 110 , and the pixels PX may operate in response to the control signals to output pixel signals.

ADC 회로(130)는 픽셀 어레이(110)로부터 출력되는 픽셀 신호들을 디지털 신호인 픽셀 값으로 변환할 수 있다. ADC 회로(130)는 복수의 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함하며, 복수의 ADC 각각이 CDS(Correlated Double Sampling) 방식으로 픽셀 신호를 픽셀 값으로 변환할 수 있다. 복수의 칼럼 라인(CL) 각각을 통해 수신되는 픽셀 신호는 복수의 ADC 중 대응하는 ADC에서 픽셀 값으로 변환될 수 있다. The ADC circuit 130 may convert pixel signals output from the pixel array 110 into pixel values that are digital signals. The ADC circuit 130 includes a plurality of analog-to-digital converters (ADCs), and each of the plurality of ADCs may convert a pixel signal into a pixel value using a correlated double sampling (CDS) method. A pixel signal received through each of the plurality of column lines CL may be converted into a pixel value by a corresponding ADC among the plurality of ADCs.

메모리(160)는 복수의 라인 버퍼를 포함할 수 있으며, ADC 회로(130)에서 생성되는 복수의 픽셀 값이 로우 단위로 복수의 라인 버퍼에 저장될 수 있다. The memory 160 may include a plurality of line buffers, and a plurality of pixel values generated by the ADC circuit 130 may be stored in the plurality of line buffers in units of rows.

이미지 변환 회로(150)는 ADC 회로(130)로부터 출력되어 메모리(160)에 저장되는 복수의 픽셀 값들을 포함하는 제1 이미지 데이터를 픽셀 어레이(110)의 컬러 패턴과(예컨대 픽셀 어레이(110) 상의 컬러 필터 어레이의 패턴)과 동일한 컬러 패턴을 갖는 제2 이미지 데이터로 변환할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 어레이(110)는 베이어 패턴을 가질 수 있으나, 전술한 바와 같이, 2개의 픽셀(PX) 단위로 2개의 픽셀(PX)에 구비되는 복수의 서브 픽셀의 독출(readout) 순서가 변경됨에 따라, ADC 회로(130)로부터 출력되는 제1 이미지 데이터는 베이어 패턴을 가지지 못한다. 이미지 변환 회로(150)는 메모리(160)를 액세스하여 제1 이미지 데이터를 베이어 패턴의 제2 이미지 데이터로 변환할 수 있다.The image conversion circuit 150 converts first image data including a plurality of pixel values output from the ADC circuit 130 and stored in the memory 160 into a color pattern of the pixel array 110 (for example, the pixel array 110). It can be converted into second image data having the same color pattern as the pattern of the color filter array on the image). For example, the pixel array 110 may have a Bayer pattern, but as described above, the readout order of a plurality of subpixels provided in two pixels PX in units of two pixels PX is As it is changed, the first image data output from the ADC circuit 130 does not have a Bayer pattern. The image conversion circuit 150 may access the memory 160 to convert first image data into second image data of a Bayer pattern.

타이밍 컨트롤러(140)는 로우 드라이버(120), ADC 회로(130), 및 이미지 변환 회로(150) 각각에 제어 신호를 출력하며, 로우 드라이버(120), ADC 회로(130), 및 이미지 변환 회로(150)의 동작 및 동작 타이밍을 제어할 수 있다. The timing controller 140 outputs a control signal to each of the row driver 120, the ADC circuit 130, and the image conversion circuit 150, and the row driver 120, the ADC circuit 130, and the image conversion circuit ( 150) operation and operation timing can be controlled.

실시예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(140)는 노출 시간 설정 값에 따라 컬럼 방향으로 인접한 2개의 픽셀(PX)에 구비되는 복수의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서를 변경(또는 조정)하고, 변경된 순서에 따른 로우 어드레스를 생성할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(140)는 노출 시간 설정 값에 따라, 서브 픽셀의 리셋과 독출 간의 노출 시간을 설정할 수 있다. 이때, 하나의 픽셀에 구비되는 하나의 서브 픽셀로부터 픽셀 신호가 독출되는 수평 기간에 동일한 픽셀에 구비되는 다른 서브 픽셀로부터 픽셀 신호가 독출되거나 또는 다른 서브 픽셀이 리셋되지 않도록 타이밍 컨트롤러(140)는 복수의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서를 변경할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(140)는 2개의 픽셀(PX) 중 제1 픽셀의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀이 리셋되도록 복수의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 상기 독출 순서를 변경할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(140)는 2개의 픽셀(PX)에서 서브 픽셀의 리셋 및 서브 픽셀의 독출이 교번적으로 수행되도록 2개의 픽셀(PX)에 포함되는 복수의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서를 변경할 수 있다. 이와 같이, 노출 시간 설정 값에 따른 복수의 서브 픽셀의 리셋 순서 및 독출 순서의 변경에 대하여 도 5 내지 12c를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. In an embodiment, the timing controller 140 changes (or adjusts) a reset order and a read order of a plurality of subpixels included in two adjacent pixels PX in a column direction according to the set exposure time value, and the changed order A row address according to can be generated. The timing controller 140 may set an exposure time between resetting and reading a subpixel according to an exposure time setting value. In this case, the timing controller 140 is configured to prevent pixel signals from being read from other subpixels included in the same pixel or resetting other subpixels in the horizontal period during which pixel signals are read from one subpixel included in one pixel. The reset order and read order of subpixels of can be changed. The timing controller 140 may change the reset order of the plurality of subpixels and the reading order so that the subpixel of the second pixel is reset during the horizontal period in which the subpixel of the first pixel is read out of the two pixels PX. The timing controller 140 may change the reset order and the read order of the plurality of subpixels included in the two pixels PX so that the resetting and reading of the subpixels are alternately performed in the two pixels PX. there is. As described above, the change of the reset order and the read order of a plurality of subpixels according to the exposure time setting value will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 12C.

이미지 신호 프로세서(170)는 이미지 데이터 변환 회로(150)로부터 제공되는 이미지 데이터, 예컨대 제2 이미지 데이터에 대하여 다양한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 이미지 신호 프로세서(170)는 수신되는 이미지 데이터에 대하여, 화질 보상, 비닝, 다운 사이징 등의 신호 처리를 수행할 수 있으며, 화질 보상은 예를 들어, 블랙 레벨 보상, 렌즈 쉐이딩 보상, 크로스 토크 보상 및 배드 픽셀 보정 등의 신호 처리를 포함할 수 있다. The image signal processor 170 may perform various signal processing on image data provided from the image data conversion circuit 150, for example, second image data. For example, the image signal processor 170 may perform signal processing such as picture quality compensation, binning, and downsizing on received image data. Picture quality compensation may be, for example, black level compensation, lens shading compensation, It may include signal processing such as crosstalk compensation and bad pixel correction.

이미지 신호 프로세서(170)에서 출력되는 이미지 데이터는 외부 프로세서로 전송될 수 있다. 예를 들어, 외부 프로세서는 이미지 센서(100)가 탑재되는 전자 장치의 호스트 프로세서일 수 있다. 예를 들어, 외부 프로세서는, 모바일 단말의 어플리케이션 프로세서일 수 있다. 이미지 센서(100)는 설정된 인터페이스, 예컨대 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)에 기반한 데이터 통신 방식에 따라 이미지 데이터를 외부 프로세서로 전송할 수 있다. Image data output from the image signal processor 170 may be transmitted to an external processor. For example, the external processor may be a host processor of an electronic device on which the image sensor 100 is mounted. For example, the external processor may be an application processor of a mobile terminal. The image sensor 100 may transmit image data to an external processor according to a data communication method based on a set interface, for example, MIPI (Mobile Industry Processor Interface).

전술한 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(110)가 공유 픽셀 구조를 가지며, 노출 시간 설정 값에 따라 두 픽셀(PX) 단위로, 두 픽셀(PX)에서 서브 픽셀의 리셋 및 서브 픽셀의 독출이 교번적으로 수행되도록 두 픽셀(PX)에 포함되는 복수의 서브 픽셀의 리셋 순서(또는 셔터링 순서라고 함) 및 독출(readout) 순서를 변경할 수 있다. 이와 같이, 두 픽셀(PX)에서 서브 픽셀의 리셋 및 서브 픽셀의 독출이 교번적으로 수행됨에 따라, 설정 가능한 노출 시간의 범위가 증가되고 최소 노출 시간 설정이 가능하다. 따라서, 공유 픽셀 구조에 따른 노출 시간 설정 제약이 극복되고, 초고조도 (super high light) 환경에서도 이미지 센서(100)의 동적 범위(dynamic range)가 증가될 수 있다. As described above, in the image sensor 100 according to an embodiment of the present disclosure, the pixel array 110 has a shared pixel structure, and is divided into two pixels PX units according to an exposure time setting value, and in two pixels PX units according to an exposure time setting value. The reset order (or shuttering order) and the readout order of the plurality of subpixels included in the two pixels PX may be changed so that subpixel resetting and subpixel reading are alternately performed. As described above, as subpixel resetting and subpixel reading are alternately performed in the two pixels PX, the settable exposure time range is increased and the minimum exposure time can be set. Accordingly, the limitation of exposure time setting according to the shared pixel structure is overcome, and the dynamic range of the image sensor 100 can be increased even in a super high light environment.

도 2a는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이의 일 예를 나타내는 평면도이고, 도 2b는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이의 수직 단면도이다. 2A is a plan view illustrating an example of a pixel array according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 2B is a vertical cross-sectional view of the pixel array according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 2a를 참조하면, 픽셀 어레이(110)는 행열로 배열된 복수의 픽셀, 예컨대 제1 내지 제4 픽셀(PX1, PX2, PX3, PX4)을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 4개의 픽셀이 도시되었으나, 픽셀 어레이(110)는 더 많은 수의 픽셀을 포함할 수 있으며, 픽셀의 개수는 픽셀 어레이(110)의 해상도에 따라 결정될 수 있다. Referring to FIG. 2A , the pixel array 110 may include a plurality of pixels arranged in rows and columns, for example, first to fourth pixels PX1 , PX2 , PX3 , and PX4 . Although four pixels are shown for convenience of explanation, the pixel array 110 may include a larger number of pixels, and the number of pixels may be determined according to the resolution of the pixel array 110 .

제1 픽셀(PX1)은 플로팅 디퓨전 노드(FD)를 공유하는 제1 내지 제4 서브 픽셀(SPX11, SPX12, SPX21, SPX22)을 포함하며, 제1 내지 제4 서브 픽셀(SPX11, SPX12, SPX21, SPX22) 각각은 광전 변환 소자, 예컨대 포토 다이오드(PD) 및 전송 게이트(TG)를 포함할 수 있다. 전송 게이트(TG)는 전송 트랜지스터의 게이트이다. 제2 내지 제4 픽셀(PX2, PX3, PX4)은 제1 픽셀(PX1)과 동일한 구조를 가질 수 있다. The first pixel PX1 includes first to fourth subpixels SPX11, SPX12, SPX21, and SPX22 sharing the floating diffusion node FD, and the first to fourth subpixels SPX11, SPX12, SPX21, Each SPX22 may include a photoelectric conversion element, for example, a photodiode PD and a transfer gate TG. The transfer gate (TG) is the gate of the transfer transistor. The second to fourth pixels PX2 , PX3 , and PX4 may have the same structure as the first pixel PX1 .

제1 내지 제4 픽셀(PX1, PX2, PX3, PX4)에 포함되는 16개의 서브 픽셀이 4 ×4 행열로 배치될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 서브 픽셀들이 제1 내지 제4 로우(Row1, Row2, Row3, Row4)에 배치될 수 있다. 16 subpixels included in the first to fourth pixels PX1 , PX2 , PX3 , and PX4 may be arranged in a 4×4 matrix, and as shown, the subpixels are arranged in the first to fourth rows Row1, Row2, Row3, Row4).

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 방향(또는 컬럼 방향이라고 함), 예컨대 Y축 방향으로 인접한 2개의 픽셀, 예컨대 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2), 및 제3 픽셀(PX3) 및 제4 픽셀(PX4)이 각각 동일한 컬럼 라인(도 1의 CL)에 연결될 수 있다. 노출 시간 설정 값에 따라 2개의 픽셀, 예컨대 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)에 구비되는 8개의 서브 픽셀의 리셋 순서 및 독출 순서가 변경될 수 있다. 이에 따라, 2개의 픽셀이 교번적으로 서브 픽셀에서 생성되는 픽셀 신호를 출력할 수 있다. As described with reference to FIG. 1, two pixels adjacent to each other in the second direction (or column direction), for example, the Y-axis direction, for example, the first pixel PX1 and the second pixel PX2, and the third pixel ( PX3 ) and the fourth pixel PX4 may be connected to the same column line (CL in FIG. 1 ). The reset order and the read order of eight subpixels included in two pixels, for example, the first pixel PX1 and the second pixel PX2 , may be changed according to the exposure time setting value. Accordingly, the two pixels can alternately output pixel signals generated from sub-pixels.

A-A'선에 따른 수직 단면도가 도 2b에 도시된다. 도 2b를 참조하면, 픽셀 어레이(110)는 서로 대향되는 제1 면(111B)과 제2 면(111F)을 가지는 반도체 기판(111)(이하 기판이라고 함), 기판(111)의 제1 면(111B) 상에 배치되는 입사층(112) 및 기판(111)의 제2 면(111F) 상에 배치되는 배선층(113)(또는 배선 구조체라고 함)을 포함할 수 있다. A vertical cross-section along line A-A' is shown in FIG. 2B. Referring to FIG. 2B , the pixel array 110 includes a semiconductor substrate 111 (hereinafter referred to as a substrate) having a first surface 111B and a second surface 111F facing each other, and a first surface of the substrate 111 It may include an incident layer 112 disposed on 111B and a wiring layer 113 (or referred to as a wiring structure) disposed on the second surface 111F of the substrate 111 .

기판(111)에는 제1 깊은 소자 분리부(Deep Trench Isolation; DTI)(DTI1) 및 제2 DTI(DTI2)가 배치될 수 있다. 제1 DTI(DTI1)는 기판(111)을 관통하여 제1 면(111B)로부터 제2 면(111F)에 이를 수 있다. 제2 DTI(DTI2)는 제1 면(111B)로부터 제2 면(111F)쪽으로 연장되나 제2 면(111F)과는 이격될 수 있다. 제1 DTI1(DTI1) 및 제2 DTI(DTI2)는 픽셀들 간 및 서브 픽셀들 간의 크로스 토크(cross-talk)를 방지할 수 있다.A first deep trench isolation (DTI) (DTI1) and a second DTI (DTI2) may be disposed on the substrate 111 . The first DTI (DTI1) may pass through the substrate 111 and reach from the first surface 111B to the second surface 111F. The second DTI (DTI2) extends from the first surface 111B toward the second surface 111F, but may be spaced apart from the second surface 111F. The first DTI1 (DTI1) and the second DTI (DTI2) may prevent cross-talk between pixels and sub-pixels.

제1 서브 픽셀(SPX1)의 제1 영역(AR11)에는 제1 광전 변환 소자(PD11)가 배치되고 제2 서브 픽셀(SPX2)의 제2 영역(AR12)에는 제2 광전 변환 소자(PD12)가 배치될 수 있다. A first photoelectric conversion element PD11 is disposed in the first area AR11 of the first subpixel SPX1, and a second photoelectric conversion element PD12 is disposed in the second area AR12 of the second subpixel SPX2. can be placed.

기판(111)의 제1 면(111B)은 광의 입사면일 수 있으며, 입사층(112) 및 제1 면(111B)을 통해 광이 입사될 수 있다. 입사층(112)은 마이크로 렌즈(ML), 컬러 필터(CF)를 포함할 수 있다. 실시예에 있어서, 기판(111)의 제1 면(111B)과 컬러 필터(CF) 사이에는 반사 방지층(AF)이 배치될 수 있다. The first surface 111B of the substrate 111 may be a light incident surface, and light may be incident through the incident layer 112 and the first surface 111B. The incident layer 112 may include a micro lens ML and a color filter CF. In an embodiment, an antireflection layer AF may be disposed between the first surface 111B of the substrate 111 and the color filter CF.

컬러 필터(CF)는 특정 주파수 대역의 광, 다시 말해서 특정 컬러의 광을 투과시킬 수 있다. 복수의 컬러 필터(CF)가 컬러 필터 어레이를 구성할 수 있다. 실시예에 있어서, 컬러 필터 어레이는 베이어 패턴(bayer pattern)을 가질 수 있다. 복수의 컬러 필터는, 레드 필터, 블루 필터, 및 2개의 그린 필터를 포함할 수 있으며, 레드 필터, 블루 필터, 및 2개의 그린 필터가 2 × 2 행열로 배치되고, 이때 2개의 그린 필터는 대각선으로 배치될 수 있다. 실시예에 있어서, 복수의 컬러 필터(CF)는 2 × 2 로 배치되는 레드 필터, 블루 필터, 그린 필터 및 화이트 필터를 포함할 수 있다. 실시예에 있어서, 복수의 컬러 필터(CF)는 2 × 2 로 배치되는 레드 필터, 2개의 옐로우 필터, 불루 필터를 포함할 수 있으며, 2개의 옐로우 필터는 대각선으로 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 복수의 컬러 필터는 다른 색상들로 조합된 필터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 컬러 필터는 옐로우 필터, 사이언(Cyan) 필터 및 그린 필터를 포함할 수도 있다. The color filter CF may transmit light of a specific frequency band, that is, light of a specific color. A plurality of color filters CF may constitute a color filter array. In an embodiment, the color filter array may have a Bayer pattern. The plurality of color filters may include a red filter, a blue filter, and two green filters, and the red filter, blue filter, and two green filters are arranged in a 2 × 2 row and column, wherein the two green filters are diagonally can be placed as In an embodiment, the plurality of color filters CF may include a red filter, a blue filter, a green filter, and a white filter arranged in a 2×2 configuration. In an embodiment, the plurality of color filters CF may include a red filter, two yellow filters, and a blue filter disposed in a 2×2 pattern, and the two yellow filters may be disposed diagonally. However, it is not limited thereto, and the plurality of color filters may include filters combined with different colors. For example, the plurality of color filters may include a yellow filter, a cyan filter, and a green filter.

제1 서브 픽셀(SPX11) 상에는 제1 컬러 필터(CF1)가 배치되고, 제2 서브 픽셀(SPX12) 상에는 제2 컬러 필터(CF2)가 배치될 수 있다. 제1 컬러 필터(CF1) 및 제2 컬러 필터(CF2)는 동일한 컬러 또는 상이한 컬러의 광을 투과시킬 수 있다. 컬러 필터(CF)가 투과시키는 광의 컬러에 따라 해당 서브 픽셀(제1 서브 픽셀(SPX11) 또는 제2 서브 픽셀(SPX12))이 감지할 수 있는 색상이 결정될 수 있다. A first color filter CF1 may be disposed on the first sub-pixel SPX11 , and a second color filter CF2 may be disposed on the second sub-pixel SPX12 . The first color filter CF1 and the second color filter CF2 may transmit light of the same color or different colors. A color that can be sensed by a corresponding sub-pixel (first sub-pixel SPX11 or second sub-pixel SPX12) may be determined according to the color of light transmitted through the color filter CF.

플로팅 디퓨전 노드(FD)는 기판(111)의 제2 면(111F)에 인접하게 형성될 수 있으며, 서브 픽셀들, 예컨대 제1 서브 픽셀(SPX11) 및 제2 서브 픽셀(SPX12)의 중앙에 위치할 수 있다. 플로팅 디퓨전 노드(FD)는 제2 도전형의 불순물로 도핑된 영역일 수 있다.The floating diffusion node FD may be formed adjacent to the second surface 111F of the substrate 111 and is located at the center of subpixels, for example, the first subpixel SPX11 and the second subpixel SPX12. can do. The floating diffusion node FD may be a region doped with impurities of the second conductivity type.

배선층(113)내에 기판(111)의 제2 면(111F)에 인접하게 트랜지스터의 게이트, 예컨대 제1 전송 게이트(TG11) 및 제2 전송 게이트(TG12)가 형성될 수 있다. 제1 전송 게이트(TG11) 및 제2 전송 게이트(TG12)의 주변에 웰 영역(미도시)이 형성될 수 있다. 웰 영역은 기판(111) 내에서 제2 면(111F)에 인접하게 형성될 수 있다. 웰 영역은 트랜지스터의 드레인 및 소스로 동작할 수 있다. 제1 전송 게이트(TG11) 및 제2 전송 게이트(TG12)는 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 인접하게 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 전송 게이트(TG11) 및 제2 전송 게이트(TG12)는 플로팅 디퓨전 노드(FD)를 공유할 수 있다. Transistor gates, for example, a first transfer gate TG11 and a second transfer gate TG12 may be formed adjacent to the second surface 111F of the substrate 111 in the wiring layer 113 . A well region (not shown) may be formed around the first transfer gate TG11 and the second transfer gate TG12 . A well region may be formed adjacent to the second surface 111F within the substrate 111 . The well region can act as the drain and source of the transistor. The first transfer gate TG11 and the second transfer gate TG12 may be formed adjacent to the floating diffusion node FD. As shown, the first transfer gate TG11 and the second transfer gate TG12 may share a floating diffusion node FD.

도 3a 및 도 3b는 본 개시의 실시예들에 따른 픽셀 어레이의 컬러 패턴을 예시적으로 나타낸다. 3A and 3B illustratively show a color pattern of a pixel array according to embodiments of the present disclosure.

도 3a를 참조하면, 픽셀 어레이(도 1의 110)는 베이어 패턴(Bayer Pattern)을 가질 수 있다. 베이어 패턴은 인간의 시각 특성을 따라서 녹색이 50%, 적색과 청색이 각각 25%가 되도록 교차 배치된 패턴을 의미할 수 있다. 픽셀 어레이(110)에 구비되는 복수의 픽셀, 예컨대 제1 내지 제4 픽셀(PX1, PX2, PX3, PX4) 각각은 2 × 2 행열로 배열된 제1 내지 제4 서브 픽셀(SPX11, SPX12, SPX21, SPX22)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 픽셀(PX1, PX2, PX3, PX4) 각각은 제1 그린 서브 픽셀(Gr), 레드 서브 픽셀(R), 블루 서브 픽셀(B) 및 제2 그린 서브 픽셀(Gb)로 구성될 수 있다. 도 2b를 참조하여 설명한 바와 같이, 각 서브 픽셀의 상부에 배치된 컬러 필터가 투과 시키는 광의 색상(예컨대, 컬러 필터가 투과 시키는 광 신호의 주파수 대역)에 서브 픽셀의 색상이 결정될 수 있다. Referring to FIG. 3A , a pixel array ( 110 in FIG. 1 ) may have a Bayer pattern. The Bayer pattern may refer to a pattern in which green is 50% and red and blue are 25% respectively according to human visual characteristics. A plurality of pixels included in the pixel array 110, for example, the first to fourth pixels PX1, PX2, PX3, and PX4 are first to fourth sub-pixels SPX11, SPX12, and SPX21 arranged in a 2 × 2 matrix. , SPX22). Each of the first to fourth pixels PX1 , PX2 , PX3 , and PX4 includes a first green sub-pixel Gr, a red sub-pixel R, a blue sub-pixel B, and a second green sub-pixel Gb. It can be. As described with reference to FIG. 2B , the color of a subpixel may be determined based on the color of light transmitted by a color filter disposed on each subpixel (eg, a frequency band of an optical signal transmitted by the color filter).

도 3b를 참조하면, 픽셀 어레이(110)는 테트라 패턴(tetra pattern)을 가질 수 있다. 2 × 2 행열로 배열된 제1 내지 제4 픽셀(PX1, PX2, PX3, PX4) 각각이 동일한 색상의 제1 내지 제4 서브 픽셀(SPX11, SPX12, SPX21, SPX22)을 포함할 수 있다. 제1 픽셀(PX1)은 4개의 제1 그린 서브 픽셀들(Gr)을 포함하고, 제2 픽셀(PX2)은 4개의 블루 서브 픽셀들(B)을 포함하고, 제3 픽셀(PX3)은 4개의 레드 서브 픽셀들(R)을 포함하며, 제4 픽셀(PX4)은 4 개의 제2 그린 서브 픽셀들(Gb)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3B , the pixel array 110 may have a tetra pattern. Each of the first to fourth pixels PX1 , PX2 , PX3 , and PX4 arranged in a 2×2 matrix may include first to fourth sub-pixels SPX11 , SPX12 , SPX21 , and SPX22 having the same color. The first pixel PX1 includes four first green sub-pixels Gr, the second pixel PX2 includes four blue sub-pixels B, and the third pixel PX3 includes 4 red sub-pixels R, and the fourth pixel PX4 may include four second green sub-pixels Gb.

도 4는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이의 롤링 셔터에 따른 동작을 나타내는 타이밍도이다.4 is a timing diagram illustrating an operation according to a rolling shutter of a pixel array according to an embodiment of the present disclosure.

도 4를 참조하면, 픽셀 어레이(도 1의 110)는 롤링 셔터 방식에 따라 동작할 수 있다. 픽셀 어레이(110)는 복수의 로우, 예컨대 제1 내지 제4m 로우(R0~R4m-1)(m은 양의 정수)를 포함할 수 있으며, 복수의 로우 각각은 복수의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4m 로우(R0~R4m-1)는 픽셀 어레이(110)이 내에서 순차적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 로우(R0)가 픽셀 어레이(110)내에서 가장 위(top)(또는 가장 아래(bottom))에 배치되고 제4m 로우(R4m-1)가 픽셀 어레이(110) 내에서 가장 아래(또는 가장 위)에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the pixel array ( 110 in FIG. 1 ) may operate according to a rolling shutter method. The pixel array 110 may include a plurality of rows, for example, first to fourth m rows (R0 to R4m-1) (m is a positive integer), and each of the plurality of rows may include a plurality of subpixels. there is. The first to fourth m rows R0 to R4m−1 may be sequentially disposed within the pixel array 110 . For example, the first row R0 is disposed at the top (or bottom) of the pixel array 110 and the 4m row R4m-1 is disposed within the pixel array 110. It can be placed at the bottom (or top).

복수의 로우에 구비되는 복수의 서브 픽셀은 동시에 리셋(셔터링)되지 않고, 적어도 하나의 로우 단위로 순차적으로 리셋될 수 있다. A plurality of subpixels provided in a plurality of rows may be sequentially reset in units of at least one row, rather than being reset (shuttered) simultaneously.

한 프레임(FRM) 동안 복수의 로우 각각에 대하여 비-집적 시간(NIT; Non-Integration Time), 리셋 시간(RST), 노출 시간(IT)(또는 집적 시간이라고 함) 및 독출 시간(RO)이 할당될 수 있다. 독출 시간(RO)이 시작되는 시점부터 다음 독출 시간(RO)이 시작되기까지의 시점이 한 프레임(FRM)으로 정의될 수 있다. 최초의 비-집적 시간(NIT; Non-Integration Time), 리셋 시간(RST), 노출 시간(IT)은 셔터 프레임으로 지칭될 수 있다. Non-integration time (NIT), reset time (RST), exposure time (IT) (or referred to as integration time), and readout time (RO) for each of a plurality of rows during one frame (FRM) can be assigned A time point from when the read time RO starts to when the next read time RO starts may be defined as one frame FRM. An initial non-integration time (NIT), a reset time (RST), and an exposure time (IT) may be referred to as a shutter frame.

리셋 시간(RST)에 서브 픽셀이 리셋될 수 있다. 서브 픽셀에 구비되는 전송 트랜지스터가 턴-온되어 비-집적 시간(NIT)동안 포토 다이오드에서 생성된 전하를 플로팅 디퓨전 노드로 전송함으로써, 전하가 제거될 수 있다. 실시예에 있어서, 플로팅 디퓨전 노드에 리셋 전압이 인가된 상태에서 서브 픽셀의 전송 트랜지스터가 턴온되므로 플로팅 디퓨전 노드와 서브 픽셀이 함께 리셋될 수 있다. 노출 시간(IT)에 서브 픽셀에 구비되는 포토 다이오드에 광 신호에 따른 전하가 생성 및 축적될 수 있다. 독출 시간(RO)에 서브 픽셀이 독출될 수 있다. 다시 말해서, 독출 시간(RO)에 서브 픽셀에 구비되는 전송 트랜지스터가 턴-온 되어 노출 시간(IT) 동안 포토 다이오드에 축적된 전하가 플로팅 디퓨전 노드로 전송되고, 전송된 전하에 대응하는 픽셀 전압이 컬럼 라인(도 1의 CL)을 통해 출력될 수 있다. A subpixel may be reset at the reset time RST. Charges may be removed by turning on the transfer transistor included in the sub-pixel and transferring charges generated by the photodiode to the floating diffusion node during the non-integration time (NIT). In an embodiment, since the transfer transistor of the subpixel is turned on while the reset voltage is applied to the floating diffusion node, the floating diffusion node and the subpixel may be reset together. Charges according to the light signal may be generated and accumulated in the photodiode provided in the sub-pixel during the exposure time IT. A subpixel may be read at the read time RO. In other words, the transfer transistor included in the sub-pixel is turned on at the read time RO, and the charge accumulated in the photodiode during the exposure time IT is transferred to the floating diffusion node, and the pixel voltage corresponding to the transferred charge is It can be output through a column line (CL in FIG. 1).

도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 컬럼 방향으로 인접한 2개의 픽셀이 4개의 로우에 배치될 수 있다. 다시 말해서, 2개의 픽셀 로우는 4개의 로우(즉, 4개의 서브 픽셀 로우)를 포함할 수 있다. 2개의 픽셀에 대하여 서브 픽셀의 리셋 및 독출이 교번적으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 로우, 예컨대 제1 내지 제4m 로우(R0~R4m-1)에 대하여 인접한 4개의 로우 단위로 픽셀 어레이(110) 내에서 배치된 순서에 따라 리셋 시간(RST), 노출 시간(IT), 독출 시간(RO) 및 비-집적 시간(NIT) 각각이 순차적으로 시작될 수 있다. 4개의 로우 내에서 각 로우의 리셋 시간(RST), 노출 시간(IT), 독출 시간(RO) 및 비-집적 시간(NIT) 각각이 시작되는 순서는 4개의 로우들이 배치된 순서에 따르지 않고, 노출 시간 설정 값에 따라서 변경될 수 있다.As described with reference to FIGS. 3A and 3B , two pixels adjacent in a column direction may be arranged in four rows. In other words, 2 pixel rows may include 4 rows (ie, 4 sub-pixel rows). Sub-pixel resetting and reading may be alternately performed for two pixels. Accordingly, as shown in FIG. 4 , reset according to the order arranged in the pixel array 110 in units of four adjacent rows for a plurality of rows, for example, the first to fourth m rows (R0 to R4m-1) Each of the time RST, exposure time IT, readout time RO, and non-integration time NIT may be sequentially started. The order in which each of the reset time (RST), exposure time (IT), readout time (RO), and non-integration time (NIT) of each row within the four rows starts does not follow the order in which the four rows are arranged, It can be changed according to the exposure time setting value.

한편 도 4에서는, 2개의 픽셀이 4개의 로우에 배치되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니며, 픽셀이 N×N 행열로 배치되는 서브 픽셀들을 포함할 경우, 2개의 픽셀은 2N 개의 로우에 배치될 수 있으며, 2N개의 로우 내에서, 각 로우의 리셋 시간(RST), 노출 시간(IT), 독출 시간(RO) 및 비-집적 시간(NIT) 각각이 시작되는 순서는 노출 시간 설정 값에 따라서 변경될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 4, two pixels are arranged in four rows as an example, but the technical idea of the present disclosure is not limited thereto, and when a pixel includes subpixels arranged in an N×N matrix, Two pixels may be arranged in 2N rows, and within the 2N rows, each of the reset time (RST), exposure time (IT), readout time (RO), and non-integration time (NIT) of each row starts The order in which it is performed may be changed according to the setting value of the exposure time.

도 5는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 및 픽셀 어레이를 나타내는 회로도이다. 설명의 편의를 위하여 동일한 컬럼 라인(CL)에 연결되는 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)을 도시하기로 한다.5 is a circuit diagram illustrating a pixel and a pixel array according to an exemplary embodiment of the present disclosure. For convenience of description, the first pixel PX1 and the second pixel PX2 connected to the same column line CL are illustrated.

도 5를 참조하면, 제1 픽셀(PX1)은 제1 내지 제4 광전 변환 소자(PD11, PD12, PD21, PD22) 및 이들에 각각 연결된 제1 내지 제4 전송 트랜지스터(TX11, TX12, TX21, TX22), 리셋 트랜지스터(RX1), 구동 트랜지스터(DX1) 및 선택 트랜지스터(SX1)를 포함할 수 있다. 하나의 광전 변환 소자와 전송 트랜지스터는 하나의 서브 픽셀을 구성할 수 있다. 이에 따라 제1 픽셀(PX1)은 4개의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 4개의 서브 픽셀은 플로팅 디퓨전 노드(FD1), 리셋 트랜지스터(RX1), 구동 트랜지스터(DX1) 및 선택 트랜지스터(SX1)를 공유할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the first pixel PX1 includes first to fourth photoelectric conversion devices PD11, PD12, PD21, and PD22 and first to fourth transfer transistors TX11, TX12, TX21, and TX22 respectively connected thereto. ), a reset transistor RX1, a driving transistor DX1, and a selection transistor SX1. One photoelectric conversion element and one transfer transistor may constitute one sub-pixel. Accordingly, the first pixel PX1 may include four sub-pixels. The four subpixels may share a floating diffusion node FD1 , a reset transistor RX1 , a driving transistor DX1 , and a selection transistor SX1 .

제1 내지 제4 전송 트랜지스터(TX11, TX12, TX21, TX22), 리셋 트랜지스터(RX1), 및 선택 트랜지스터(SX1)의 게이트에는 로우 라인들(RL)을 통해 수신되는 픽셀 제어 신호들, 예컨대 제1 내지 제4 전송 제어 신호(TS11, TS12, TS21, TS22), 리셋 신호(RS1) 및 선택 신호(SEL1)가 인가될 수 있다. Pixel control signals received through the row lines RL are applied to gates of the first to fourth transfer transistors TX11, TX12, TX21, and TX22, the reset transistor RX1, and the select transistor SX1. to fourth transmission control signals TS11, TS12, TS21, and TS22, a reset signal RS1, and a selection signal SEL1 may be applied.

리셋 트랜지스터(RX1)는 리셋 신호(RX1)에 응답하여 턴-온되어 플로팅 디퓨전 노드(FD1)에 전원 전압(VDDP)을 리셋 전압으로서 인가함으로써, 플로팅 디퓨전 노드(FD1)를 리셋시킬 수 있다. 다시 말해서 리셋 트랜지스터(RX1)가 턴-온 되어 플로팅 디퓨전 노드(FD1)에 축적된 전하를 제거할 수 있다. The reset transistor RX1 may be turned on in response to the reset signal RX1 and may reset the floating diffusion node FD1 by applying the power supply voltage VDDP to the floating diffusion node FD1 as a reset voltage. In other words, the reset transistor RX1 is turned on to remove the charge accumulated in the floating diffusion node FD1.

구동 트랜지스터(DX1)는 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전위에 해당하는 픽셀 신호(예컨대 픽셀 전압)를 생성할 수 있다. 선택 트랜지스터(SX1)는 제1 픽셀(PX1)의 독출 시간에 선택 신호(SEL1)에 응답하여 턴-온되어 픽셀 신호를 컬럼 라인(CL)으로 전달할 수 있다. 구체적으로, 선택 트랜지스터(SX1)는 제1 픽셀(PX1)에 구비되는 4개의 서브 픽셀 각각의 독출 시간에 턴-온 되어 리셋 상태의 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 리셋 레벨 및 해당 서브 픽셀에서 생성된 전하에 해당하는 이미지 신호를 픽셀 신호들로서 컬럼 라인(CL)으로 출력할 수 있다. 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 리셋 레벨에 해당하는 픽셀 신호는 독출 시간 중 해당 서브 픽셀의 전송 트랜지스터가 턴-온 되기 전에 컬럼 라인(CL)으로 출력되며 이미지 신호에 해당하는 픽셀 신호는 전송 트랜지스터가 턴-온 되었다가 턴-오프 된 후 픽셀 신호로서 출력될 수 있다. 제1 내지 제4 전송 트랜지스터(TX11, TX12, TX21, TX22)는 노출 시간 전에 활성 레벨 (예컨대 로직 하이)을 갖는 제1 내지 제4 전송 제어 신호(TS11, TS12, TS21, TS22) 각각에 응답하여 턴-온되어, 제1 내지 제4 광전 변환 소자(PD11, PD12, PD21, PD22)를 리셋시키고 또한 노출 시간 후에 활성 레벨을 갖는 제1 내지 제4 전송 제어 신호(TS11, TS12, TS21, TS22) 각각에 응답하여 턴-온되어, 노출 시간 동안 제1 내지 제4 광전 변환 소자(PD11, PD12, PD21, PD22)에서 생성된 전하를 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 전송할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제4 전송 제어 신호(TS11, TS12, TS21, TS22)가 활성 레벨을 갖는 시간, 다시 말해서 제1 내지 제4 전송 트랜지스터(TX11, TX12, TX21, TX22)가 턴-온 되는 시간은 서로 상이할 수 있다. The driving transistor DX1 may generate a pixel signal (eg, a pixel voltage) corresponding to the potential of the floating diffusion node FD1. The selection transistor SX1 may be turned on in response to the selection signal SEL1 during the read time of the first pixel PX1 to transfer the pixel signal to the column line CL. In detail, the selection transistor SX1 is turned on at the read time of each of the four sub-pixels included in the first pixel PX1 to determine the reset level of the floating diffusion node FD1 in the reset state and the corresponding sub-pixel. Image signals corresponding to charges may be output as pixel signals to the column line CL. The pixel signal corresponding to the reset level of the floating diffusion node FD1 is output to the column line CL before the transfer transistor of the corresponding sub-pixel is turned on during read time, and the pixel signal corresponding to the image signal is turned on by the transfer transistor. After being turned on and then turned off, it can be output as a pixel signal. The first to fourth transfer transistors TX11, TX12, TX21, and TX22 respond to each of the first to fourth transfer control signals TS11, TS12, TS21, and TS22 having an active level (eg, logic high) before the exposure time. The first to fourth transmission control signals TS11, TS12, TS21, and TS22 that are turned on to reset the first to fourth photoelectric conversion elements PD11, PD12, PD21, and PD22 and have an active level after an exposure time It is turned on in response to each of the photoelectric conversion devices, and during the exposure time, charges generated by the first to fourth photoelectric conversion devices PD11, PD12, PD21, and PD22 may be transferred to the floating diffusion node FD1. Here, the time at which the first to fourth transfer control signals TS11, TS12, TS21, and TS22 have an active level, that is, the time at which the first to fourth transfer transistors TX11, TX12, TX21, and TX22 are turned on may be different from each other.

제2 픽셀(PX2)은 제1 내지 제4 광전 변환 소자(PD31, PD32, PD41, PD42) 및 이들에 각각 연결된 제5 내지 제8 전송 트랜지스터(TX31, TX32, TX41, TX42), 리셋 트랜지스터(RX2), 구동 트랜지스터(DX2) 및 선택 트랜지스터(SX2)를 포함할 수 있다. 제5 내지 제8 전송 트랜지스터(TX31, TX32, TX41, TX42), 리셋 트랜지스터(RX2), 및 선택 트랜지스터(SX2)의 게이트에는 로우 라인들(RL)을 통해 수신되는 제어 신호들, 예컨대 제5 내지 제8 전송 제어 신호(TS31, TS32, TS41, TS42), 리셋 신호(RS1) 및 선택 신호(SEL1)가 인가될 수 있다. 제2 픽셀(PX2)의 구성 및 동작은 제1 픽셀(PX1)과 동일한 바 중복되는 설명은 생략하기로 한다. The second pixel PX2 includes first to fourth photoelectric conversion devices PD31 , PD32 , PD41 , and PD42 , fifth to eighth transfer transistors TX31 , TX32 , TX41 , and TX42 respectively connected thereto, and a reset transistor RX2 . ), a driving transistor DX2 and a selection transistor SX2. Gates of the fifth to eighth transfer transistors TX31 , TX32 , TX41 , and TX42 , the reset transistor RX2 , and the select transistor SX2 receive control signals received through the row lines RL, for example, An eighth transmission control signal TS31 , TS32 , TS41 , and TS42 , a reset signal RS1 , and a selection signal SEL1 may be applied. Since the configuration and operation of the second pixel PX2 are the same as those of the first pixel PX1 , overlapping descriptions will be omitted.

제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)은 복수의 서브 픽셀이 플로팅 디퓨전 노드(FD1, FD2)를 공유하는 공유 픽셀 구조를 가진다. 이와 같이 공유 픽셀 구조를 갖는 픽셀 어레이(110)에 롤링 셔터 방식이 적용될 때, 동일한 픽셀 내에서 하나의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간에 다른 서브 픽셀이 리셋 되거나 또는 다른 서브 픽셀로이 독출될 수 없다. 이에 따라 픽셀 어레이(110)의 최소 노출 시간 설정에 제약이 발생할 수 있다. The first pixel PX1 and the second pixel PX2 have a shared pixel structure in which a plurality of subpixels share floating diffusion nodes FD1 and FD2. When the rolling shutter method is applied to the pixel array 110 having a shared pixel structure as described above, another subpixel cannot be reset or read out to another subpixel in a horizontal period in which one subpixel is read out in the same pixel. Accordingly, restrictions may occur in setting the minimum exposure time of the pixel array 110 .

그러나, 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서(도 1의 100)에서는 하나의 컬럼 라인(CL)에 연결된 2개의 픽셀, 예컨대 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)이 하나의 독출 단위로서 동작할 수 있으며, 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)이 교번적으로 서브 픽셀의 리셋 및 서브 픽셀의 독출 동작을 수행할 수 있도록 노출 시간 설정 값 에 따라서 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)에 구비되는 8개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서가 변경될 수 있다. 이에 따라서, 최소 노출 시간 설정이 가능하다. 이에 대하여 도 6 내지 도 8d를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.However, in the image sensor ( 100 in FIG. 1 ) according to an embodiment of the present disclosure, two pixels, for example, a first pixel PX1 and a second pixel PX2 connected to one column line CL, form one read unit. , and the first pixel PX1 and the second pixel PX2 can alternately perform sub-pixel resetting and sub-pixel reading operations according to the exposure time set value. Also, the reset order and the read order of the eight sub-pixels included in the second pixel PX2 may be changed. Accordingly, it is possible to set the minimum exposure time. This will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8D.

도 6은 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이에 제공되는 제어 신호들의 타이밍도이다. 6 is a timing diagram of control signals provided to a pixel array according to an embodiment of the present disclosure.

노출 시간 설정 값, 예컨대 CIT(Coarse Integration Time)가 2로 설정되며, 이에 따라 대략 두 수평 기간에 해당하는 시간이 노출 시간으로 설정될 수 있다. 여기서 수평 기간은 픽셀 어레이(도 1의 110)로부터 출력되는 픽셀 신호가 디지털 신호인 픽셀 값으로 변환되는 기간이며, 수평 동기 신호(HD)에 의해 구분될 수 있다. 예를 들어, 수평 동기 신호(HD)의 라이징 엣지에서 다음 라이징 엣지가 하나의 수평 기간으로 정의될 수 있다. 예컨대 수평 동기 신호(HD)는 타이밍 컨트롤러(도 1의 140)에서 생성되어 ADC 회로(도 1의 130) 및 로우 드라이버(120)에 제공될 수 있다. An exposure time setting value, for example, CIT (Coarse Integration Time) is set to 2, and accordingly, a time corresponding to approximately two horizontal periods may be set as the exposure time. Here, the horizontal period is a period in which a pixel signal output from the pixel array (110 in FIG. 1) is converted into a pixel value, which is a digital signal, and can be distinguished by a horizontal synchronization signal HD. For example, a rising edge following the rising edge of the horizontal synchronization signal HD may be defined as one horizontal period. For example, the horizontal synchronizing signal HD may be generated by the timing controller ( 140 of FIG. 1 ) and provided to the ADC circuit ( 130 of FIG. 1 ) and the row driver 120 .

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 수평 기간(1H) 및 제2 수평 기간(2H)에 제1 선택 신호(SEL1) 및 제2 선택 신호(SEL2)는 비활성 레벨(예컨대 로직 로우)를 가지며, 제1 리셋 신호(RS1) 및 제2 리셋 신호(RS2)가 활성 레벨(예컨대 로직 하이)을 가질 수 있다. 이에 따라 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)의 선택 트랜지스터들(SX1, SX2)은 턴-오프되고, 리셋 트랜지스터들(RX1, RX2)은 턴-온 될 수 있다. 5 and 6, in the first horizontal period 1H and the second horizontal period 2H, the first selection signal SEL1 and the second selection signal SEL2 have an inactive level (eg, logic low), , the first reset signal RS1 and the second reset signal RS2 may have an active level (eg, logic high). Accordingly, the selection transistors SX1 and SX2 of the first pixel PX1 and the second pixel PX2 may be turned off, and the reset transistors RX1 and RX2 may be turned on.

제1 수평 기간(1H)에 펄스 신호가 제1 전송 제어 신호(TS11)로서 제1 전송 트랜지스터(TX11)에 인가되며, 이에 따라 제1 픽셀(PX1)의 제1 서브 픽셀, 구체적으로 제1 광전 변환 소자(PD11)가 리셋될 수 있다. 상기 펄스 신호는 리셋 제어 신호로 지칭될 수 있다. In the first horizontal period 1H, a pulse signal is applied as a first transfer control signal TS11 to the first transfer transistor TX11, and accordingly, the first sub-pixel of the first pixel PX1, specifically the first photoelectric cell. The conversion element PD11 may be reset. The pulse signal may be referred to as a reset control signal.

제2 수평 기간(2H)에 펄스 신호(다시 말해서 리셋 제어 신호)가 제2 전송 제어 신호(TS12)로서 제2 전송 트랜지스터(TX12)에 인가되며, 이에 따라 제1 픽셀(PX1)의 제2 서브 픽셀, 구체적으로 제2 광전 변환 소자(PD12)가 리셋될 수 있다. In the second horizontal period 2H, a pulse signal (that is, a reset control signal) is applied as the second transfer control signal TS12 to the second transfer transistor TX12, and thus the second sub-pixel PX1 of the first pixel PX1 is applied. A pixel, specifically, the second photoelectric conversion element PD12 may be reset.

제3 수평 기간(3H) 및 제4 수평 기간(4H)에 제2 리셋 신호(RS2)는 비활성 레벨을 가질 수 있으며, 이에 따라 제1 픽셀(PX1)의 리셋 트랜지스터(RX1)는 턴-오프 될 수 있다. 활성 레벨의 제1 선택 신호(SEL1)가 제1 픽셀(PX1)의 선택 트랜지스터(SX1)에 인가되며, 선택 트랜지스터(SX1)가 턴-온 되어 제1 픽셀(PX1)로부터의 픽셀 신호가 컬럼 라인(CL)으로 제공될 수 있다. In the third horizontal period 3H and the fourth horizontal period 4H, the second reset signal RS2 may have an inactive level, and accordingly, the reset transistor RX1 of the first pixel PX1 is turned off. can The first selection signal SEL1 having an active level is applied to the selection transistor SX1 of the first pixel PX1, and the selection transistor SX1 is turned on so that the pixel signal from the first pixel PX1 is applied to the column line (CL).

제3 수평 기간(3H)에 제1 픽셀(PX1)의 제1 서브 픽셀이 독출 될 수 있다. 펄스 신호가 제1 전송 제어 신호(TS11)로서 제1 전송 트랜지스터(TX11)에 인가되어 제1 전송 트랜지스터(TX11)가 턴-온 될 수 있다. 상기 펄스 신호는 독출 제어 신호로 지칭될 수 있다. 제1 전송 트랜지스터(TX11)가 제1 수평 기간(1H)에 턴-오프된 후, 제3 수평 기간(3H)에 턴-온 되기까지의 노출 시간 동안 제1 광전 변환 소자(PD11)에서 생성 및 축적된 전하가 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 제공되고, 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전위에 해당하는 픽셀 신호, 다시 말해서 제1 서브 픽셀로부터의 픽셀 신호(예컨대 이미지 신호)가 컬럼 라인(CL)으로 출력될 수 있다. 도시 되지 않았으나, 제1 전송 트랜지스터(TX11)가 턴-온 되기 전에 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 리셋 레벨이 픽셀 신호로서 컬럼 라인(CL)으로 출력될 수 있으며, 다른 서브 픽셀들의 독출 시에도 대응하는 전송 트랜지스터가 턴-온 되기 전에 서브 픽셀이 연결된 플로팅 디퓨전 노드의 리셋 레벨이 픽셀 신호로서 컬럼 라인(CL)으로 출력될 수 있다. In the third horizontal period 3H, the first sub-pixel of the first pixel PX1 may be read. The pulse signal may be applied to the first transfer transistor TX11 as the first transfer control signal TS11 to turn on the first transfer transistor TX11. The pulse signal may be referred to as a read control signal. After the first transfer transistor TX11 is turned off in the first horizontal period 1H and turned on in the third horizontal period 3H, the first photoelectric conversion element PD11 generates and The accumulated charge is provided to the floating diffusion node FD1, and a pixel signal corresponding to the potential of the floating diffusion node FD1, that is, a pixel signal (eg, an image signal) from the first sub-pixel is transmitted to the column line CL. can be output. Although not shown, the reset level of the floating diffusion node FD1 may be output as a pixel signal to the column line CL before the first transfer transistor TX11 is turned on, and corresponding to reading of other subpixels. Before the transfer transistor is turned on, the reset level of the floating diffusion node to which the subpixel is connected may be output as a pixel signal to the column line CL.

도 6에 도시된 바와 같이, 제3 수평 기간(3H)의 말미 및/또는 제4 수평 기간(4H)의 초반에 활성 레벨의 펄스 신호가 제1 리셋 신호(RS1)로서 제1 픽셀(PX1)의 리셋 트랜지스터(RX1)에 제공됨으로써, 제1 픽셀(PX1)의 플로팅 디퓨전 노드(FD1)가 리셋될 수 있다. 이후, 제4 수평 기간(4H)에 제1 픽셀(PX1)의 제2 서브 픽셀이 독출 될 수 있다. 펄스 신호가 제2 전송 제어 신호(TS12)로서 제2 전송 트랜지스터(TX12)에 인가되어 제2 전송 트랜지스터(TX12)가 턴-온 됨으로써, 제2 서브 픽셀의 픽셀 신호가 독출될 수 있다. 제2 전송 트랜지스터(TX12)가 제2 수평 기간(2H)에 턴-오프된 후, 제4 수평 기간(4H)에 턴-온 되기까지의 노출 시간 동안 제2 광전 변환 소자(PD12)에서 생성 및 축적된 전하가 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 제공되고, 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전위에 해당하는 픽셀 신호, 다시 말해서 제2 서브 픽셀로부터의 픽셀 신호가 컬럼 라인(CL)으로 출력될 수 있다. As shown in FIG. 6 , at the end of the third horizontal period 3H and/or the beginning of the fourth horizontal period 4H, the active level pulse signal is applied as the first reset signal RS1 to the first pixel PX1. The floating diffusion node FD1 of the first pixel PX1 may be reset. Thereafter, the second sub-pixel of the first pixel PX1 may be read in the fourth horizontal period 4H. When the pulse signal is applied as the second transfer control signal TS12 to the second transfer transistor TX12 to turn on the second transfer transistor TX12, the pixel signal of the second sub-pixel may be read. During the exposure time from when the second transfer transistor TX12 is turned off in the second horizontal period 2H to being turned on in the fourth horizontal period 4H, the second photoelectric conversion element PD12 generates and The accumulated charge is provided to the floating diffusion node FD1, and a pixel signal corresponding to the potential of the floating diffusion node FD1, that is, a pixel signal from the second sub-pixel may be output to the column line CL.

이하에서, 다른 서브 픽셀의 리셋 및 독출과 관련하여 전술한 제1 픽셀(PX1)의 제1 서브 픽셀 및 제1 픽셀(PX2)의 제2 서브 픽셀의 리셋 및 독출에 대한 설명이 적용될 수 있다. 각 서브 픽셀의 노출 시간은 대응하는 전송 트랜지스터가 서브 픽셀의 리셋을 위해 턴-온 되었다가 턴-오프된 후, 서브 픽셀의 독출을 위해 다시 턴-온 되기까지의 시간일 수 있으며, 복수의 서브 픽셀의 노출 시간은 실질적으로 동일한 것이다.Hereinafter, the description of resetting and reading the first subpixel of the first pixel PX1 and the second subpixel of the first pixel PX2 described above in relation to resetting and reading other subpixels may be applied. The exposure time of each sub-pixel may be the time from when the corresponding transfer transistor is turned on to reset the sub-pixel and then turned off and then turned on again to read the sub-pixel. The exposure times of the pixels are substantially the same.

한편, 제3 수평 기간(3H)에 펄스 신호가 제5 전송 제어 신호(TS31)로서 제5 전송 트랜지스터(TX31)에 인가되며, 이에 따라 제2 픽셀(PX2)의 제5 서브 픽셀, 구체적으로 제5 광전 변환 소자(PD31)가 리셋될 수 있다. 또한, 제4 수평 기간(4H)에 펄스 신호가 제6 전송 제어 신호(TS32)로서 제6 전송 트랜지스터(TX32)에 인가되며, 이에 따라 제2 픽셀(PX2)의 제6 서브 픽셀, 구체적으로 제6 광전 변환 소자(PD32)가 리셋될 수 있다.Meanwhile, in the third horizontal period 3H, the pulse signal is applied as the fifth transfer control signal TS31 to the fifth transfer transistor TX31, and accordingly, the fifth sub-pixel of the second pixel PX2, specifically the 5th transfer transistor TX31. 5 The photoelectric conversion element PD31 may be reset. In addition, in the fourth horizontal period 4H, a pulse signal is applied as a sixth transfer control signal TS32 to the sixth transfer transistor TX32, and accordingly, the sixth sub-pixel of the second pixel PX2, specifically the th 6 The photoelectric conversion element PD32 may be reset.

제5 수평 기간(5H) 및 제6 수평 기간(6H)에 제1 선택 신호(SEL1) 및 제2 리셋 신호(RS2)는 비활성 레벨을 가지며, 제2 선택 신호(SEL2) 및 제1 리셋 신호(RS1)는 활성 레벨을 가질 수 있다. 이에 따라 제2 픽셀(PX2)의 선택 트랜지스터(SX2)가 턴-온되어 제2 픽셀(PX2)로부터의 픽셀 신호가 컬럼 라인(CL)으로 제공될 수 있다. 제5 수평 기간(5H)에 펄스 신호가 제5 전송 제어 신호(TS31)로서 제5 전송 트랜지스터(TX31)에 인가되어 제2 픽셀(PX2)의 제5 서브 픽셀이 독출될 수 있다. In the fifth horizontal period 5H and the sixth horizontal period 6H, the first selection signal SEL1 and the second reset signal RS2 have an inactive level, and the second selection signal SEL2 and the first reset signal ( RS1) may have an active level. Accordingly, the selection transistor SX2 of the second pixel PX2 is turned on, and a pixel signal from the second pixel PX2 is provided to the column line CL. During the fifth horizontal period 5H, a pulse signal is applied as a fifth transfer control signal TS31 to the fifth transfer transistor TX31 so that a fifth sub-pixel of the second pixel PX2 may be read.

제5 수평 기간(5H)의 말미 및/또는 제6 수평 기간(4H) 초반에 활성 레벨의 펄스 신호가 제2 리셋 신호(RS2)로서 제2 픽셀(PX2)의 리셋 트랜지스터(RX2)에 제공됨으로써, 제2 픽셀(PX2)의 플로팅 디퓨전 노드(FD2)가 리셋될 수 있다. 이후, 제6 수평 기간(6H)에 펄스 신호가 제6 전송 제어 신호(TS32)로서 제2 픽셀(PX2)의 제6 전송 트랜지스터(TX32)에 인가되어 제6 서브 픽셀이 독출될 수 있다.제5 수평 기간(5H)에 펄스 신호가 제3 전송 제어 신호(TS21)로서 제3 전송 트랜지스터(TX21)에 인가되며, 이에 따라 제1 픽셀(PX1)의 제3 서브 픽셀, 구체적으로 제3 광전 변환 소자(PD21)가 리셋될 수 있다. 또한, 제6 수평 기간(6H)에 펄스 신호가 제4 전송 제어 신호(TS22)로서 제4 전송 트랜지스터(TX22)에 인가되며, 이에 따라 제1 픽셀(PX1)의 제4 서브 픽셀, 구체적으로 제4 광전 변환 소자(PD22)가 리셋될 수 있다.At the end of the fifth horizontal period 5H and/or the beginning of the sixth horizontal period 4H, a pulse signal having an active level is provided as the second reset signal RS2 to the reset transistor RX2 of the second pixel PX2. , the floating diffusion node FD2 of the second pixel PX2 may be reset. Thereafter, in the sixth horizontal period 6H, the pulse signal is applied as the sixth transfer control signal TS32 to the sixth transfer transistor TX32 of the second pixel PX2 to read the sixth sub-pixel. During the fifth horizontal period 5H, the pulse signal is applied as the third transfer control signal TS21 to the third transfer transistor TX21, and accordingly, the third sub-pixel of the first pixel PX1, specifically the third photoelectric conversion. Device PD21 may be reset. In addition, in the sixth horizontal period 6H, a pulse signal is applied as a fourth transfer control signal TS22 to the fourth transfer transistor TX22, and accordingly, the fourth sub-pixel of the first pixel PX1, in detail, the fourth transfer transistor TX22. 4 The photoelectric conversion element PD22 may be reset.

제7 수평 기간(7H) 및 제8 수평 기간(8H)에 제1 선택 신호(SEL1) 및 제2 리셋 신호(RS2)은 활성 레벨을 가지며, 제2 선택 신호(SEL2) 및 제1 리셋 신호(RS1)는 비활성 레벨을 가질 수 있다. 이에 따라 제1 픽셀(PX1)의 활성 레벨의 선택 신호(SEL1)가 제1 픽셀(PX1)의 선택 트랜지스터(SX1)에 다시 인가되며, 선택 트랜지스터(SX1)가 턴-온되어 제1 픽셀(PX1)로부터의 픽셀 신호가 컬럼 라인(CL)으로 제공될 수 있다. 제7 수평 기간(7H)에 펄스 신호가 제3 전송 제어 신호(TS21)로서 제3 전송 트랜지스터(TX21)에 인가되어 제3 서브 픽셀이 독출될 수 있다. In the seventh horizontal period 7H and the eighth horizontal period 8H, the first selection signal SEL1 and the second reset signal RS2 have active levels, and the second selection signal SEL2 and the first reset signal ( RS1) may have an inactive level. Accordingly, the selection signal SEL1 of the active level of the first pixel PX1 is applied again to the selection transistor SX1 of the first pixel PX1, and the selection transistor SX1 is turned on to turn on the first pixel PX1. ) may be provided to the column line CL. In the seventh horizontal period 7H, a pulse signal is applied as a third transfer control signal TS21 to the third transfer transistor TX21 so that the third subpixel can be read.

제7 수평 기간(7H)의 말미 및/또는 제8 수평 기간(8H) 초반에 활성 레벨의 펄스 신호가 제1 리셋 신호(RS1)로서 제1 픽셀(PX1)의 리셋 트랜지스터(RX21)에 제공됨으로써, 제1 픽셀(PX1)의 플로팅 디퓨전 노드(FD1)가 리셋될 수 있다. 이후, 제8 수평 기간(8H)에 펄스 신호가 제4 전송 제어 신호(TS22)로서 제4 전송 트랜지스터(TX22)에 인가되어 제1 픽셀(PX1)의 제4 서브 픽셀이 독출될 수 있다.At the end of the seventh horizontal period 7H and/or the beginning of the eighth horizontal period 8H, the active level pulse signal is provided as the first reset signal RS1 to the reset transistor RX21 of the first pixel PX1, thereby , the floating diffusion node FD1 of the first pixel PX1 may be reset. Thereafter, in the eighth horizontal period 8H, the pulse signal is applied as the fourth transfer control signal TS22 to the fourth transfer transistor TX22 so that the fourth sub-pixel of the first pixel PX1 can be read.

제7 수평 기간(7H)에 펄스 신호가 제7 전송 제어 신호(TS41)로서 제7 전송 트랜지스터(TX41)에 인가되며, 이에 따라 제2 픽셀(PX2)의 제7 서브 픽셀, 구체적으로 제7 광전 변환 소자(PD41)가 리셋될 수 있다. 또한, 제8 수평 기간(8H)에 펄스 신호가 제8 전송 제어 신호(TS42)로서 제8 전송 트랜지스터(TX42)에 인가되며, 이에 따라 제2 픽셀(PX2)의 제8 서브 픽셀, 구체적으로 제8 광전 변환 소자(PD42)가 리셋될 수 있다.In the seventh horizontal period 7H, the pulse signal is applied as the seventh transfer control signal TS41 to the seventh transfer transistor TX41, and accordingly, the seventh sub-pixel of the second pixel PX2, specifically the seventh photoelectric cell. The conversion element PD41 may be reset. Also, in the eighth horizontal period 8H, the pulse signal is applied as the eighth transfer control signal TS42 to the eighth transfer transistor TX42, and accordingly, the eighth sub-pixel of the second pixel PX2, specifically the th 8 The photoelectric conversion element PD42 may be reset.

제9 수평 기간(9H) 및 제10 수평 기간(10H)에 제1 선택 신호(SEL1) 및 제2 리셋 신호(RS2)는 비활성 레벨을 가지며, 제2 선택 신호(SEL2) 및 제1 리셋 신호(RS1)는 활성 레벨을 가질 수 있다. 이에 따라 제2 픽셀(PX2)의 선택 트랜지스터(SX2)가 턴-온되어 제2 픽셀(PX2)로부터의 픽셀 신호가 컬럼 라인(CL)으로 제공될 수 있다. 제9 수평 기간(9H)에 펄스 신호가 제7 전송 제어 신호(TS41)로서 제7 전송 트랜지스터(TX41)에 인가되어 제2 픽셀(PX2)의 제7 서브 픽셀이 독출될 수 있다. In the ninth horizontal period 9H and the tenth horizontal period 10H, the first selection signal SEL1 and the second reset signal RS2 have an inactive level, and the second selection signal SEL2 and the first reset signal ( RS1) may have an active level. Accordingly, the selection transistor SX2 of the second pixel PX2 is turned on, and a pixel signal from the second pixel PX2 is provided to the column line CL. In the ninth horizontal period 9H, a pulse signal is applied as a seventh transfer control signal TS41 to the seventh transfer transistor TX41 to read a seventh sub-pixel of the second pixel PX2 .

제9 수평 기간(9H)의 말미 및/또는 제10 수평 기간(10H) 초반에 활성 레벨의 펄스 신호가 제2 리셋 신호(RS2)로서 제2 픽셀(PX2)의 리셋 트랜지스터(RX2)에 제공됨으로써, 제2 픽셀(PX2)의 플로팅 디퓨전 노드(FD2)가 리셋될 수 있다. 이후, 제10 수평 기간(10H)에 펄스 신호가 제8 전송 제어 신호(TS42)로서 제8 전송 트랜지스터(TX42)에 인가되어 제2 픽셀(PX2)의 제8 서브 픽셀이 독출될 수 있다.At the end of the ninth horizontal period 9H and/or the beginning of the tenth horizontal period 10H, the active level pulse signal is provided as the second reset signal RS2 to the reset transistor RX2 of the second pixel PX2, thereby , the floating diffusion node FD2 of the second pixel PX2 may be reset. Then, in the tenth horizontal period 10H, the pulse signal is applied as the eighth transfer control signal TS42 to the eighth transfer transistor TX42 so that the eighth sub-pixel of the second pixel PX2 can be read.

한편, 도 6의 실시예에서 서브 픽셀이 리셋될 때, 다시 말해서, 서브 픽셀에 구비되는 전송 트랜지스터가 활성 레벨의 전송 제어 신호를 기초로 턴-온 될 때, 선택 신호는 비활성 레벨을 갖고, 리셋 신호는 활성 레벨을 갖는 것으로 도시되었다. 예컨대 제1 수평 기간(1H)에 제1 전송 제어 신호(TS11)가 활성 레벨일 때, 제1 선택 신호(SEL1)는 비활성 레벨을 유지하고, 제1 리셋 신호(RS1)는 활성 레벨을 유지하는 것으로 도시되었다. Meanwhile, in the embodiment of FIG. 6 , when a sub-pixel is reset, that is, when a transfer transistor included in the sub-pixel is turned on based on an active level transfer control signal, the selection signal has an inactive level, and the reset signal has an inactive level. The signal is shown as having an active level. For example, when the first transmission control signal TS11 is at an active level in the first horizontal period 1H, the first selection signal SEL1 maintains an inactive level and the first reset signal RS1 maintains an active level. has been shown to be

그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 실시예에 있어서 서브 픽셀이 리셋될 때, 서브 픽셀에 구비되는 픽셀의 리셋 트랜지스터에는 비활성 레벨의 리셋 신호가 인가되어 리셋 트랜지스터가 턴-오프될 수 있다. 서브 픽셀의 광전 변환 소자에서 생성된 전하는 플로팅 디퓨전 노드로 전송되고, 광전 변환 소자는 리셋될 수 있다. 이후, 전송 제어 신호가 비활성 레벨로 천이되어 전송 트랜지스터가 턴-오프된 후, 리셋 신호가 활성 레벨로 천이되어 리셋 트랜지스터가 턴-온 될 수 있다. 이에 따라 플로팅 디퓨전 노드에 리셋 전압이 인가되어 플로팅 디퓨저 노드가 리셋될 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and in an embodiment, when a subpixel is reset, a reset signal of an inactive level may be applied to a reset transistor of a pixel included in the subpixel to turn off the reset transistor. Charges generated in the photoelectric conversion element of the sub-pixel may be transferred to the floating diffusion node, and the photoelectric conversion element may be reset. Then, after the transfer control signal transitions to an inactive level to turn off the transfer transistor, the reset signal transitions to an active level to turn on the reset transistor. Accordingly, the floating diffusion node may be reset by applying a reset voltage to the floating diffusion node.

전술한 바와 같이, 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)이 교번적으로 서브 픽셀의 리셋 및 서브 픽셀의 독출 동작을 수행하고, 제1 픽셀(PX1)의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간(예컨대, 제3 수평 기간(3H), 제4 수평 기간(4H), 제7 수평 기간(7H) 및 제8 수평 기간(8H))에 제2 픽셀(PX2)의 서브 픽셀이 리셋되고, 제2 픽셀(PX2)의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간(예컨대, 제5 수평 기간(5H), 제6 수평 기간(6H), 제9 수평 기간(9H) 및 제10 수평 기간(9H))에 제1 픽셀(PX1)의 서브 픽셀이 리셋될 수 있다. As described above, the horizontal period during which the first pixel PX1 and the second pixel PX2 alternately perform subpixel resetting and subpixel reading operations, and the subpixels of the first pixel PX1 are read. (For example, in the third horizontal period 3H, the fourth horizontal period 4H, the seventh horizontal period 7H, and the eighth horizontal period 8H), the sub-pixels of the second pixel PX2 are reset, and In the horizontal period (eg, the fifth horizontal period 5H, the sixth horizontal period 6H, the ninth horizontal period 9H, and the tenth horizontal period 9H) in which the sub-pixels of the 2-pixel PX2 are read, A sub-pixel of one pixel PX1 may be reset.

도 7은 비교예에 따른 픽셀 어레이에 제공되는 제어 신호들의 타이밍도이다. 7 is a timing diagram of control signals provided to a pixel array according to a comparative example.

노출 시간 설정 값, 예컨대 CIT(Coarse Integration Time)이 2로 설정되며, 이에 따라 대략 두 수평 기간에 해당하는 시간이 노출 시간으로 설정될 수 있다. An exposure time setting value, for example, CIT (Coarse Integration Time) is set to 2, and accordingly, a time corresponding to approximately two horizontal periods may be set as the exposure time.

도 7을 참조하면, 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)의 서브 픽셀들이 순차적으로로 리셋되고 서브 픽셀들이 순차적으로 독출될 수 있다. 이때, 제3 수평 기간(3H)에 제1 전송 제어 신호(TS11)의 펄스 신호(예컨대 독출 제어 신호)에 응답하여 제1 전송 트랜지스터(TX11)가 턴-온되고, 제1 픽셀(PX1)의 제1 서브 픽셀이 독출될 수 있다. 또한 제3 전송 제어 신호(TS21)의 펄스 신호(예컨대 리셋 제어 신호)에 응답하여 제1 픽셀(PX1)의 제3 서브 픽셀이 리셋될 수 있다. 제1 서브 픽셀 및 제2 서브 픽셀이 플로팅 디퓨전 노드(FD1)를 공유하므로, 제3 서브 픽셀이 리셋될 때, 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전위가 변경되며, 이에 따라 제1 서브 픽셀의 독출 시, 컬럼 라인(CL)으로 출력되는 제1 서브 픽셀로부터의 픽셀 신호에 노이즈가 추가될 수 있다. 따라서, 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간, 다시 말해서 서브 픽셀로부터의 픽셀 신호가 출력되는 수평 기간에 동일한 픽셀 내의 다른 서브 픽셀이 리셋되는 것이 금지될 수 있다. Referring to FIG. 7 , subpixels of the first pixel PX1 and the second pixel PX2 may be sequentially reset and the subpixels may be sequentially read. At this time, the first transfer transistor TX11 is turned on in response to a pulse signal (eg, a read control signal) of the first transfer control signal TS11 in the third horizontal period 3H, and the A first sub-pixel may be read. Also, the third sub-pixel of the first pixel PX1 may be reset in response to a pulse signal (eg, a reset control signal) of the third transmission control signal TS21. Since the first subpixel and the second subpixel share the floating diffusion node FD1, when the third subpixel is reset, the potential of the floating diffusion node FD1 is changed, and accordingly, when the first subpixel is read, the potential of the floating diffusion node FD1 is changed. , noise may be added to the pixel signal from the first sub-pixel output to the column line CL. Accordingly, other subpixels within the same pixel can be inhibited from being reset in a horizontal period in which a subpixel is read, that is, in a horizontal period in which a pixel signal from the subpixel is output.

동일한 픽셀에서 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간에 다른 서브 픽셀이 독출되거나 또는 리셋되는 것이 금지되므로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)의 서브 픽셀들이 순차적으로 리셋되고 서브 픽셀들이 순차적으로 독출될 경우, 노출 시간 설정 값, 예컨대 CIT(Coarse Integration Time)가 3 이하로 설정될 수 없어 노출 시간 설정에 제약이 발생한다. 예컨대 대략 세 개의 수평 기간 이하에 해당하는 시간이 노출 시간으로 설정될 수 없어, 최소 노출 기간 설정에 제약이 발생한다. Since other subpixels are prohibited from being read or reset during the horizontal period in which subpixels in the same pixel are read, as shown in FIG. 7 , the subpixels of the first pixel PX1 and the second pixel PX2 are sequentially When reset to , and sub-pixels are sequentially read, an exposure time setting value, for example, CIT (Coarse Integration Time), cannot be set to 3 or less, and exposure time setting is restricted. For example, since a time corresponding to approximately three horizontal periods or less cannot be set as the exposure time, restrictions arise in setting the minimum exposure period.

그러나, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서(100)는 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)이 교번적으로 서브 픽셀의 리셋 및 서브 픽셀의 독출을 수행할 수 있도록 노출 시간 설정 값에 따라서 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)에 구비되는 8개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 서브 픽셀들의 독출 순서를 변경할 수 있다. 따라서, 노출 시간 설정에 있어서 제약이 극복되며, 하나의 수평 기간을 노출 시간으로 설정함으로써, 최소 노출 시간 설정이 가능하다. 따라서, 초고조도 환경에서 최소 노출 시간 설정이 가능하므로, 이미지 센서(100)에서 생성되는 이미지의 동적 범위가 확대될 수 있다. However, as described with reference to FIG. 6 , in the image sensor 100 according to an embodiment of the present disclosure, the first pixel PX1 and the second pixel PX2 alternately reset subpixels and read subpixels. The reset order of eight subpixels included in the first pixel PX1 and the second pixel PX2 and the read order of the subpixels may be changed according to the exposure time setting value so as to perform Therefore, the limitation in setting the exposure time is overcome, and by setting one horizontal period as the exposure time, it is possible to set the minimum exposure time. Therefore, since the minimum exposure time can be set in an ultra-high luminance environment, the dynamic range of an image generated by the image sensor 100 can be expanded.

도 8a 내지 도 8d는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이의 노출 시간 설정에 따른 리셋 및 독출 순서를 나타낸다. 8A to 8D illustrate reset and read sequences according to setting an exposure time of a pixel array according to an embodiment of the present disclosure.

도 3a를 참조하여 설명한 바와 같이, 베이어 패턴을 갖는 2×2 행렬의 서브 픽셀들을 포함하는 제1 픽셀 및 제2 픽셀이 제1 내지 제4 로우에 배치되는 것을 가정하기로 한다. 제1 로우 및 제2 로우에는 제1 픽셀의 서브 픽셀들이 배치되며, 제1 로우의 짝수(even) 컬럼에는 제1 그린 서브 픽셀(Gr1)이 배치되고, 제1 로우의 홀수(odd) 컬럼에는 레드 서브 픽셀(R1)이 배치되고, 제2 로우의 짝수 컬럼에는 블루 서브 픽셀(B1)이 배치되며, 제2 로우의 홀수 컬럼에는 제2 그린 서브 픽셀(Gb1)가 배치될 수 있다. 제3 로우 및 제4 로우에는 제2 픽셀의 서브 픽셀들이 배치되며, 제3 로우의 짝수(even) 컬럼에는 제1 그린 서브 픽셀(Gr2)이 배치되고, 제3 로우의 홀수(odd) 컬럼에는 레드 서브 픽셀(R2)이 배치되고, 제4 로우의 짝수 컬럼에는 블루 서브 픽셀(B2)이 배치되며, 제4 로우의 홀수 컬럼에는 제2 그린 서브 픽셀(Gb2)이 배치될 수 있다.As described with reference to FIG. 3A , it is assumed that a first pixel and a second pixel including subpixels of a 2×2 matrix having a Bayer pattern are disposed in first to fourth rows. Subpixels of the first pixel are disposed in the first row and the second row, the first green subpixel Gr1 is disposed in the even column of the first row, and the odd column in the first row Red sub-pixels R1 may be disposed, blue sub-pixels B1 may be disposed in even-numbered columns of the second row, and second green sub-pixels Gb1 may be disposed in odd-numbered columns of the second row. Subpixels of the second pixel are disposed in the third row and the fourth row, the first green subpixel Gr2 is disposed in the even column of the third row, and the odd column in the third row. Red sub-pixels R2 may be disposed, blue sub-pixels B2 may be disposed in even-numbered columns of the fourth row, and second green sub-pixels Gb2 may be disposed in odd-numbered columns of the fourth row.

도 8a를 참조하면, 노출 시간을 설정하는 CIT가 1로 설정되면, 서브 픽셀이 리셋된 후, 다음 수평 기간에 서브 픽셀이 독출될 수 있다. 여기서 서브 픽셀이 독출된다는 것은 서브 픽셀로부터의 픽셀 신호가 컬럼 라인으로 출력된다는 것을 의미한다. 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 서브 픽셀의 노출 시간은 서브 픽셀의 전송 트랜지스터가 턴-온 되어 광전 변환 소자가 리셋 된 후 전송 트랜지스터가 턴-오프된 시점부터 전송 트랜지스터가 서브 픽셀의 독출을 위해 다시 턴-온 되는 시점까지일 수 있으며, 복수의 서브 픽셀들의 노출 시간은 동일할 수 있다. Referring to FIG. 8A , when the CIT for setting the exposure time is set to 1, after the subpixel is reset, the subpixel can be read in the next horizontal period. Here, that a sub-pixel is read means that a pixel signal from the sub-pixel is output to a column line. As described with reference to FIG. 6 , the exposure time of the subpixel is from the time when the transfer transistor is turned off after the transfer transistor of the subpixel is turned on and the photoelectric conversion element is reset, and the transfer transistor is used to read the subpixel. It may be up to the time of turning on again, and the exposure time of a plurality of subpixels may be the same.

제4 수평 기간(4H)에 제1 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr1)이 리셋될 수 있다. 제5 수평 기간(5H)에 제1 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr1)이 독출되고, 제2 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr2)가 리셋될 수 있다. 제6 수평 기간(6H)에 제2 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr2)이 독출되고, 제1 픽셀의 레드 서브 픽셀(R1)이 리셋될 수 있다. In the fourth horizontal period 4H, the first green sub-pixel Gr1 of the first pixel may be reset. In the fifth horizontal period 5H, the first green subpixel Gr1 of the first pixel may be read, and the first green subpixel Gr2 of the second pixel may be reset. In the sixth horizontal period 6H, the first green sub-pixel Gr2 of the second pixel may be read, and the red sub-pixel R1 of the first pixel may be reset.

이와 같이, 서브 픽셀들은 리셋 된 후 다음 수평 기간에 독출될 수 있으며, 제1 픽셀의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀이 리셋되고, 제1 픽셀의 서브 픽셀이 리셋되는 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀이 독출될 수 있다. In this way, the subpixels can be read in the next horizontal period after being reset, and in the horizontal period in which the subpixels of the first pixel are read, the subpixels of the second pixel are reset, and the subpixels of the first pixel are reset. During the period, sub-pixels of the second pixel may be read.

도 8b를 참조하면, CIT가 2로 설정되면, 서브 픽셀이 리셋되고, 하나의 수평 기간 이후의 수평 기간에 서브 픽셀이 독출될 수 있다. Referring to FIG. 8B , when CIT is set to 2, a subpixel is reset, and a subpixel can be read in a horizontal period after one horizontal period.

제3 수평 기간(3H)에 제1 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr1)이 리셋되고, 제4 수평 기간(4H)에 제1 픽셀의 레드 서브 픽셀(R1)이 리셋될 수 있다. 제5 수평 기간(5H)에 제1 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr1)이 독출되고 제2 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr2)이 리셋될 수 있다. 제6 수평 기간(6H)에 제1 픽셀의 레드 서브 픽셀(R1)이 독출되고, 제2 픽셀의 레드 서브 픽셀(R2)가 리셋될 수 있다. 제7 수평 기간(7H)에 제2 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr2)이 독출되고, 제1 픽셀의 블루 서브 픽셀(B1)이 리셋될 수 있다. 제8 수평 기간(8H)에 제2 픽셀의 레드 서브 픽셀(R2)이 독출되고, 제1 픽셀의 제2 그린 서브 픽셀(Gb2)이 리셋될 수 있다. In the third horizontal period 3H, the first green subpixel Gr1 of the first pixel may be reset, and in the fourth horizontal period 4H, the red subpixel R1 of the first pixel may be reset. In the fifth horizontal period 5H, the first green subpixel Gr1 of the first pixel may be read and the first green subpixel Gr2 of the second pixel may be reset. In the sixth horizontal period 6H, the red sub-pixel R1 of the first pixel may be read, and the red sub-pixel R2 of the second pixel may be reset. In the seventh horizontal period 7H, the first green subpixel Gr2 of the second pixel may be read, and the blue subpixel B1 of the first pixel may be reset. During the eighth horizontal period 8H, the red subpixel R2 of the second pixel may be read, and the second green subpixel Gb2 of the first pixel may be reset.

이와 같이, 하나의 픽셀에 구비되는 2개의 서브 픽셀이 차례로 리셋된 후 차례로 독출될 수 있다. 제1 픽셀의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀이 리셋되고, 제1 픽셀의 서브 픽셀이 리셋되는 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀이 독출될 수 있다.In this way, two sub-pixels included in one pixel may be sequentially reset and then sequentially read. A subpixel of a second pixel may be reset during a horizontal period in which a subpixel of a first pixel is read, and a subpixel of a second pixel may be read during a horizontal period during which a subpixel of the first pixel is reset.

도 8c를 참조하면, CIT가 3으로 설정되면, 서브 픽셀이 리셋되고, 두 수평 기간 이후의 수평 기간에 서브 픽셀이 독출될 수 있다.Referring to FIG. 8C , when CIT is set to 3, the subpixel is reset and the subpixel can be read in the horizontal period after two horizontal periods.

제2 수평 기간(2H)에 제1 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr1)이 리셋되고, 제3 수평 기간(3H)에 제2 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr2)이 리셋되고, 제4 수평 기간(4H)에 제1 픽셀의 레드 서브 픽셀(R1)이 리셋될 수 있다. 제5 수평 기간(5H)에 제1 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr1)이 독출되고 제2 픽셀의 레드 서브 픽셀(R2)이 리셋될 수 있다. 제6 수평 기간(6H)에 제2 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr2)이 독출되고 제1 픽셀의 블루 서브 픽셀(B1)이 리셋될 수 있다. 제7 수평 기간(7H)에 제1 픽셀의 레드 서브 픽셀(R1)이 독출되고 제2 픽셀의 블루 서브 픽셀(B2)이 리셋될 수 있다. The first green sub-pixel Gr1 of the first pixel is reset in the second horizontal period 2H, the first green sub-pixel Gr2 of the second pixel is reset in the third horizontal period 3H, and the fourth In the horizontal period 4H, the red sub-pixel R1 of the first pixel may be reset. In the fifth horizontal period 5H, the first green subpixel Gr1 of the first pixel may be read and the red subpixel R2 of the second pixel may be reset. In the sixth horizontal period 6H, the first green subpixel Gr2 of the second pixel may be read and the blue subpixel B1 of the first pixel may be reset. In the seventh horizontal period 7H, the red sub-pixel R1 of the first pixel may be read and the blue sub-pixel B2 of the second pixel may be reset.

이와 같이, 서브 픽셀들은 리셋되고 두 수평 기간 이후의 수평 기간에 독출될 수 있다. 제1 픽셀의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀이 리셋되고, 제1 픽셀의 서브 픽셀이 리셋되는 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀이 독출될 수 있다.In this way, the sub-pixels can be reset and read out in a horizontal period after two horizontal periods. A subpixel of a second pixel may be reset during a horizontal period in which a subpixel of a first pixel is read, and a subpixel of a second pixel may be read during a horizontal period during which a subpixel of the first pixel is reset.

도 8d를 참조하면, CIT가 4로 설정되면, 서브 픽셀이 리셋되고, 세개의 수평 기간 이후의 수평 기간에 서브 픽셀이 독출될 수 있다. Referring to FIG. 8D , when CIT is set to 4, the subpixel is reset, and the subpixel can be read in the horizontal period after three horizontal periods.

제1 내지 제4 수평 기간(1H, 2H, 3H, 4H)에 제1 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr1), 레드 서브 픽셀(R1), 블루 서브 픽셀(B1) 및 제2 그린 서브 픽셀(Gb1)이차례로 리셋되고 제5 내지 제8 수평 기간(5H, 6H, 7H, 8H)에 제1 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr1), 레드 서브 픽셀(R1), 블루 서브 픽셀(B1) 및 제2 그린 서브 픽셀(Gb1)이 차례로 독출될 수 있다. 또한, 제5 내지 제8 수평 기간(5H, 6H, 7H, 8H)에 제2 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr2), 레드 서브 픽셀(R2), 블루 서브 픽셀(B2) 및 제2 그린 서브 픽셀(Gb12)이 이차례로 리셋되고 제9 내지 제12 수평 기간(9H, 10H, 11H, 12H)에 제2 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀(Gr2), 레드 서브 픽셀(R2), 블루 서브 픽셀(B2) 및 제2 그린 서브 픽셀(Gb2)이 차례로 독출될 수 있다.In the first to fourth horizontal periods 1H, 2H, 3H, and 4H, a first green subpixel Gr1, a red subpixel R1, a blue subpixel B1, and a second green subpixel ( Gb1) is sequentially reset, and in the fifth to eighth horizontal periods 5H, 6H, 7H, and 8H, the first green sub-pixel Gr1, the red sub-pixel R1, the blue sub-pixel B1 and The second green sub-pixel Gb1 may be sequentially read. In addition, in the fifth to eighth horizontal periods 5H, 6H, 7H, and 8H, the first green sub-pixel Gr2, the red sub-pixel R2, the blue sub-pixel B2 and the second green sub-pixel Gr2 of the second pixel The pixel Gb12 is sequentially reset, and in the ninth to twelfth horizontal periods 9H, 10H, 11H, and 12H, the first green sub-pixel Gr2, red sub-pixel R2, and blue sub-pixel of the second pixel ( B2) and the second green sub-pixel Gb2 may be sequentially read.

CIT가 4 이상으로 설정되면, 이와 같이 제1 픽셀 및 제2 픽셀의 서브 픽셀들이 차례로 리셋 및 독출될 수 있다. When the CIT is set to 4 or more, subpixels of the first pixel and the second pixel may be sequentially reset and read in this way.

도 8a 내지 도 8d를 참조하여 설명한 바와 같이, 노출 시간은 CIT에 따라 변경될 수 있으며, CIT가 1일 때, 가장 짧은 노출 시간이 설정되고, CIT가 증가될 수록 노출 시간이 증가될 수 있다. As described with reference to FIGS. 8A to 8D , the exposure time may be changed according to the CIT. When the CIT is 1, the shortest exposure time is set, and the exposure time may increase as the CIT increases.

도 9a 내지 도 9h는 본 개시의 실시예에 따른 픽셀 어레이에 구비되는 서브 픽셀들의 독출 순서를 예시적으로 나타낸다. 9A to 9H exemplarily illustrate a reading order of subpixels included in a pixel array according to an embodiment of the present disclosure.

도 9a 내지 도 9h를 참조하면, 제1 픽셀(PX1) 및 제5 픽셀(PX5)의 서브 픽셀들이 제1 로우(Row1) 및 제2 로우(Row2)에 배치되고, 제2 픽셀(PX2) 및 제6 픽셀(PX6)의 서브 픽셀들이 제3 로우(Row3) 및 제4 로우(Row4)에 배치되고, 제3 픽셀(PX3) 및 제7 픽셀(PX7)의 서브 픽셀들이 제5 로우(Row5) 및 제6 로우(Row6)에 배치되고, 제4 픽셀(PX4) 및 제8 픽셀(PX8)의 서브 픽셀들이 제7 로우(Row7) 및 제8 로우(row8)에 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 9A to 9H , sub-pixels of the first pixel PX1 and the fifth pixel PX5 are disposed in a first row Row1 and a second row Row2, and the second pixel PX2 and Subpixels of the sixth pixel PX6 are disposed in the third row Row3 and the fourth row Row4, and the subpixels of the third pixel PX3 and the seventh pixel PX7 are disposed in the fifth row Row5. and the sixth row Row6 , and the sub-pixels of the fourth pixel PX4 and the eighth pixel PX8 may be disposed in the seventh row Row7 and the eighth row 8 .

본 실시예에서, 빠른 독출을 위해 한 수평 기간에 동시에 2개의 로우에 배치된 서브 픽셀들이 독출될 수 있으며, 이를 위해 동일한 컬럼에 배치되는 픽셀들 중 일부, 예컨대 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)은 제1 컬럼 라인(CL1)에 연결되고 다른 일부, 예컨대 제3 픽셀(PX3) 및 제4 픽셀(PX4)은 제2 컬럼 라인(CL2)에 연결될 수 있다. 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)로부터 출력되는 픽셀 신호는 제1 ADC(ADC1)로 제공되고, 제3 픽셀(PX3) 및 제4 픽셀(PX4)로부터 출력되는 픽셀 신호는 제2 ADC(ADC2)로 제공될 수 있다. 제5 픽셀(PX5) 및 제6 픽셀(PX6)은 제3 컬럼 라인(CL3)에 연결되고, 제5 픽셀(PX5) 및 제6 픽셀(PX6)로부터 출력되는 픽셀 신호는 제3 ADC(ADC3)로 제공될 수 있다. 제7 픽셀(PX7) 및 제8 픽셀(PX8)은 제4 컬럼 라인(CL4)에 연결되고, 제7 픽셀(PX7) 및 제8 픽셀(PX8)로부터 출력되는 픽셀 신호는 제4 ADC(ADC4)로 제공될 수 있다. 그러나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니며, 한 수평 기간에 하나의 로우에 배치되는 서브 픽셀들이 독출될 수 있으며, 이를 위해 동일한 컬럼에 배치되는 픽셀들은 동일한 컬럼 라인에 연결될 수 있다. In this embodiment, subpixels arranged in two rows can be simultaneously read in one horizontal period for fast reading, and for this, some of the pixels arranged in the same column, for example, the first pixel PX1 and the second The pixel PX2 may be connected to the first column line CL1 , and other portions, for example, the third pixel PX3 and the fourth pixel PX4 may be connected to the second column line CL2 . Pixel signals output from the first and second pixels PX1 and PX2 are provided to the first ADC ADC1, and pixel signals output from the third and fourth pixels PX3 and PX4 are supplied to the second ADC. It can be provided as an ADC (ADC2). The fifth pixel PX5 and the sixth pixel PX6 are connected to the third column line CL3 , and the pixel signals output from the fifth pixel PX5 and the sixth pixel PX6 are transmitted to the third ADC ADC3 . can be provided as The seventh pixel PX7 and the eighth pixel PX8 are connected to the fourth column line CL4, and the pixel signals output from the seventh pixel PX7 and the eighth pixel PX8 are connected to the fourth ADC ADC4. can be provided as However, the technical concept of the present disclosure is not limited thereto, and subpixels arranged in one row can be read in one horizontal period, and for this, pixels arranged in the same column can be connected to the same column line.

도 9a 내지 도 9b는 CIT가 1로 설정된 경우의 서브 픽셀들의 독출 순서를 나타낸다. CIT가 1로 설정된 바, 각 수평 기간에 독출되는 서브 픽셀들은 이전 수평 기간에 리셋 될 수 있다. 9A and 9B show the reading order of subpixels when CIT is set to 1. Since CIT is set to 1, subpixels read out in each horizontal period can be reset in the previous horizontal period.

도9a를 참조하면, 제1 수평 기간(1H)에 제1 픽셀(PX1), 제3 픽셀(PX3), 제5 픽셀(PX5) 및 제7 픽셀(PX7)의 제1 그린 서브 픽셀(Gr)이 독출된다. 제1 내지 제4 컬럼 라인(CL1, CL2, CL3, CL4)로 출력된 픽셀 신호들은 제1 내지 제4 ADC(ADC1, ADC2, ADC3, ADC4)에서 각각 픽셀 값으로 변환되고, 메모리(도 1의 160)의 라인 버퍼에 저장될 수 있다. Referring to FIG. 9A , the first green sub-pixel Gr of the first pixel PX1 , the third pixel PX3 , the fifth pixel PX5 , and the seventh pixel PX7 in the first horizontal period 1H is read out The pixel signals output through the first to fourth column lines CL1 , CL2 , CL3 , and CL4 are converted into pixel values in the first to fourth ADCs ADC1 , ADC2 , ADC3 , and ADC4 , respectively, and stored in a memory (see FIG. 1 ). 160) may be stored in the line buffer.

이후 도 9b에 도시된 바와 같이, 제2 수평 기간(2H)에 제2 픽셀(PX2), 제4 픽셀(PX4), 제6 픽셀(PX6) 및 제8 픽셀(PX8)의 제1 그린 서브 픽셀(Gr)로부터 픽셀이 독출될 수 있다. Afterwards, as shown in FIG. 9B , the first green sub-pixels of the second pixel PX2 , the fourth pixel PX4 , the sixth pixel PX6 , and the eighth pixel PX8 in the second horizontal period 2H. A pixel can be read from (Gr).

도 9c를 참조하면, 제3 수평 기간(3H)에 제1 픽셀(PX1), 제3 픽셀(PX3), 제5 픽셀(PX5) 및 제7 픽셀(PX7)의 레드 서브 픽셀(R)이 독출될 수 있다. Referring to FIG. 9C , the red sub-pixels R of the first pixel PX1 , the third pixel PX3 , the fifth pixel PX5 , and the seventh pixel PX7 are read in the third horizontal period 3H. It can be.

도 9d를 참조하면, 제4 수평 기간(4H)에 제2 픽셀(PX2), 제4 픽셀(PX4), 제6 픽셀(PX6) 및 제8 픽셀(PX8)의 레드 서브 픽셀(R)이 독출될 수 있다. Referring to FIG. 9D , in the fourth horizontal period 4H, the red sub-pixels R of the second pixel PX2 , the fourth pixel PX4 , the sixth pixel PX6 , and the eighth pixel PX8 are read out. It can be.

도 9e를 참조하면, 제5 수평 기간(3H)에 제1 픽셀(PX1), 제3 픽셀(PX3), 제5 픽셀(PX5) 및 제7 픽셀(PX7)의 블루 서브 픽셀(B)로부터 픽셀이 독출될 수 있다.Referring to FIG. 9E , pixels from the blue sub-pixel B of the first pixel PX1 , the third pixel PX3 , the fifth pixel PX5 , and the seventh pixel PX7 in the fifth horizontal period 3H. can be read out.

도 9f를 참조하면, 제6 수평 기간(6H)에 제2 픽셀(PX2), 제4 픽셀(PX4), 제6 픽셀(PX6) 및 제8 픽셀(PX8)의 블루 서브 픽셀(B)이 독출될 수 있다. Referring to FIG. 9F , the blue sub-pixels B of the second pixel PX2 , the fourth pixel PX4 , the sixth pixel PX6 , and the eighth pixel PX8 are read in the sixth horizontal period 6H. It can be.

도 9g를 참조하면, 제7 수평 기간(7H)에 제1 픽셀(PX1), 제3 픽셀(PX3), 제5 픽셀(PX5) 및 제7 픽셀(PX7)의 제2 그린 서브 픽셀(Gb)이 독출될 수 있다.Referring to FIG. 9G , the second green sub-pixels Gb of the first pixel PX1 , the third pixel PX3 , the fifth pixel PX5 , and the seventh pixel PX7 in the seventh horizontal period 7H can be read out.

도 9h를 참조하면, 제8 수평 기간(8H)에 제2 픽셀(PX2), 제4 픽셀(PX4), 제6 픽셀(PX6) 및 제8 픽셀(PX8)의 제2 그린 서브 픽셀(Gb)이 독출될 수 있다.Referring to FIG. 9H , in the eighth horizontal period 8H, second green sub-pixels Gb of the second pixel PX2 , the fourth pixel PX4 , the sixth pixel PX6 , and the eighth pixel PX8 can be read out.

동일한 수평 기간에 출력된 픽셀 신호들이 디지털 신호로 변환되어 생성되는 픽셀 값들은 메모리(160)의 동일한 라인 버퍼에 저장될 수 있다. Pixel values generated by converting pixel signals output in the same horizontal period into digital signals may be stored in the same line buffer of the memory 160 .

도 10은 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서에서 라인 버퍼들에 저장된 이미지 데이터를 컬러 패턴에 따른 이미지 데이터로의 변환을 나타낸다. 도 10의 이미지 데이터의 변환은 도 1의 이미지 변환 회로(150)가 수행할 수 있다. 10 illustrates conversion of image data stored in line buffers into image data according to a color pattern in an image sensor according to an embodiment of the present disclosure. Image data conversion of FIG. 10 may be performed by the image conversion circuit 150 of FIG. 1 .

도 9a 내지 도 9h를 참조하여 설명한 바와 같이, 복수의 수평 기간(1H 내지8H)에 픽셀들에 구비되는 복수의 서브 픽셀들로부터 출력된 픽셀 신호들에 대응하는 픽셀 값들이 메모리(도 1의 160)의 라인 버퍼들(LB1 내지 LB7)에 제1 이미지 데이터(IDT1)로 저장될 수 있다. 예를 들어, 제1 라인 버퍼(LB1) 및 제2 라인 버퍼(LB2)에는 제1 수평 기간(1H) 및 제2 수평 기간(2H)에 생성된 제1 픽셀 값들(P_Gr)이 저장되고, 제3 라인 버퍼(LB3) 및 제4 라인 버퍼(LB4)에는 제3 수평 기간(3H) 및 제4 수평 기간(4H)에 생성된 제2 픽셀 값들(P_R)이 저장되며, 제5 라인 버퍼(LB5) 및 제6 라인 버퍼(LB6)에는 제5 수평 기간(5H) 및 제6 수평 기간(6H)에 생성된 제3 픽셀 값들(P_B)이 저장되고, 제7 라인 버퍼(LB7) 및 제8 라인 버퍼(LB8)에는 제7 수평 기간(7H) 및 제8 수평 기간(8H)에 제4 픽셀 값들(P_GB)이 저장될 수 있다. 여기서 제1 픽셀 값(P_Gr)은 제1 그린 서브 픽셀(도 9a의 Gr)에 해당하는 픽셀 값이고, 제2 픽셀 값(P_R)은 레드 서브 픽셀(도 9a의 R)에 해당하는 픽셀 값이고, 제3 픽셀 값(P_B)은 블루 서브 픽셀(도 9a의 B)에 해당하는 픽셀 값이며, 제4 픽셀 값(P_Gb)은 제2 그린 서브 픽셀(도 9a의 Gb)에 해당하는 픽셀 값일 수 있다. As described with reference to FIGS. 9A to 9H , pixel values corresponding to pixel signals output from a plurality of subpixels included in the pixels in a plurality of horizontal periods (1H to 8H) are stored in a memory (160 in FIG. 1 ). ) may be stored as the first image data IDT1 in the line buffers LB1 to LB7. For example, first pixel values P_Gr generated in the first horizontal period 1H and the second horizontal period 2H are stored in the first line buffer LB1 and the second line buffer LB2, and Second pixel values P_R generated in the third and fourth horizontal periods 3H and 4H are stored in the three-line buffer LB3 and the fourth line buffer LB4, and the fifth line buffer LB5 ) and the sixth line buffer LB6 store the third pixel values P_B generated in the fifth horizontal period 5H and the sixth horizontal period 6H, and the seventh line buffer LB7 and the eighth line The buffer LB8 may store the fourth pixel values P_GB in the seventh horizontal period 7H and the eighth horizontal period 8H. Here, the first pixel value P_Gr is a pixel value corresponding to the first green sub-pixel (Gr in FIG. 9A ), and the second pixel value P_R is a pixel value corresponding to the red sub-pixel (R in FIG. 9A ). , The third pixel value P_B may be a pixel value corresponding to the blue sub-pixel (B in FIG. 9A), and the fourth pixel value P_Gb may be a pixel value corresponding to the second green sub-pixel (Gb in FIG. 9A). there is.

이미지 신호 프로세서(도 1의 170)는 특정 컬러 패턴, 예컨대 베이어 패턴의 이미지 데이터에 대하여 신호 처리를 수행할 수 있다. 따라서, 이미지 변환 회로(150)가 메모리(160)를 액세스 하여 제1 이미지 데이터(IDT1)를 베이어 패턴을 갖는 제2 이미지 데이터(IDT2)로 변환할 수 있다. The image signal processor ( 170 in FIG. 1 ) may perform signal processing on image data of a specific color pattern, for example, a Bayer pattern. Accordingly, the image conversion circuit 150 may access the memory 160 to convert the first image data IDT1 into second image data IDT2 having a Bayer pattern.

도 11은 본 개시의 실시예에 따른 타이밍 생성기를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 11 is a schematic block diagram of a timing generator according to an embodiment of the present disclosure.

도 11을 참조하며, 타이밍 생성기(140)는 레지스터 뱅크(141), 버퍼(142), 제1 어드레스 생성 회로(143), 제2 어드레스 생성 회로(144), 제1 어드레스 재산출 회로(145), 제2 어드레스 재산출 회로(146) 및 어드레스 출력 회로(147)를 포함할 수 있다. 제1 어드레스 생성 회로(143), 제2 어드레스 생성 회로(144), 제1 어드레스 재산출 회로(145), 제2 어드레스 재산출 회로(146) 및 어드레스 출력 회로(147)는 하드웨어로 구현되거나, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. Referring to FIG. 11 , the timing generator 140 includes a register bank 141, a buffer 142, a first address generation circuit 143, a second address generation circuit 144, and a first address recalculation circuit 145. , a second address recalculation circuit 146 and an address output circuit 147. The first address generation circuit 143, the second address generation circuit 144, the first address recalculation circuit 145, the second address recalculation circuit 146, and the address output circuit 147 are implemented in hardware, or Alternatively, it may be implemented as a combination of hardware and software.

레지스터 뱅크(141)는 노출 시간 설정 값(예컨대 CIT) 및 복수의 노출 시간 설정 값에 대응하는 복수의 튜닝 값들의 셋을 저장할 수 있다. 노출 시간 설정 값은, 레지스터 뱅크(141)에 저장될 수 있다. 복수의 튜닝 값들의 셋은, 각 노출 시간 설정 값에 대응하여 미리 결정되어 레지스터 뱅크(141)에 저장될 수 있다. The register bank 141 may store an exposure time setting value (eg, CIT) and a set of tuning values corresponding to the plurality of exposure time setting values. The exposure time setting value may be stored in the register bank 141 . A set of a plurality of tuning values may be predetermined and stored in the register bank 141 corresponding to each exposure time setting value.

노출 시간 설정 값은, 이미지 센서(도 1의 100)와 통신하는 외부 프로세서, 예컨대 어플리케이션 프로세서로부터 제공될 수 있으며, 이미지 센서(도 1의 100)의 주변 조도에 따라 매 프레임마다 또는 주변 조도의 변경이 일정 범위를 넘을 때마다 변경될 수 있다. 어플리케이션 프로세서는 조도 센서로부터 조도 정보(예컨대 조도 값)를 수신하고, 노출 시간 설정 값, 예컨대 CIT의 변경을 결정할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서는 조도 값이 일정 범위를 넘을 때마다 CIT를 변경할 수 있으며, 조도가 어두워지면 CIT를 크게 설정하여 노출 시간을 증가시키고, 조도가 밝아지면 CIT를 작게 설정함으로써, 노출 시간을 감소시킬 수 있다. The exposure time setting value may be provided from an external processor that communicates with the image sensor (100 in FIG. 1 ), for example, an application processor, and changes in ambient illumination every frame or according to the ambient illumination of the image sensor (100 in FIG. 1 ). It can be changed whenever it exceeds a certain range. The application processor may receive illuminance information (eg, an illuminance value) from the illuminance sensor, and determine a change in an exposure time setting value, for example, CIT. For example, the application processor can change the CIT whenever the illuminance value exceeds a certain range, increase the exposure time by setting the CIT large when the illuminance becomes dark, and shorten the exposure time by setting the CIT small when the illuminance becomes bright. can reduce

노출 시간 설정 값 및 노출 시간 설정 값에 대응하는 튜닝 값의 셋이 버퍼(142)로 제공될 수 있다. 이때, 노출 시간 설정 값은 주변의 조도에 따라 변경될 수 있으며, 변경된 노출 시간 설정 값 및 변경된 노출 시간 설정 값에 대응하는 튜닝 값의 셋이 변경된 이후에 시작되는 프레임에 적용될 수 있도록 버퍼(142)는 더블 버퍼로 구현될 수 있다. An exposure time setting value and a set of tuning values corresponding to the exposure time setting value may be provided to the buffer 142 . At this time, the exposure time setting value may be changed according to the ambient illumination, and the changed exposure time setting value and the set of tuning values corresponding to the changed exposure time setting value are applied to the frame starting after the change. Buffer 142 can be implemented as a double buffer.

버퍼(142)는 프레임의 업데이트 시점을 나타내는 업데이트 타이밍 펄스에 동기하여, 노출 시간 설정 값, 예컨대 CIT를 제1 어드레스 생성 회로(143) 및 제2 어드레스 생성 회로(144)로 제공할 수 있다. 이때, 제1 어드레스 생성 회로(143) 및 제2 어드레스 생성 회로(144)에 제공되는 CIT는 상이할 수 있다. 버퍼(142)는 업데이트 타이밍 펄스에 동기하여, CIT에 대응 하는 튜닝 값의 셋을 제2 어드레스 재산출 회로(145) 및 제2 어드레스 재산출 회로(146)에 제공할 수 있다. The buffer 142 may provide an exposure time setting value, for example, CIT, to the first address generating circuit 143 and the second address generating circuit 144 in synchronization with an update timing pulse indicating an update time of a frame. In this case, CITs provided to the first address generating circuit 143 and the second address generating circuit 144 may be different. The buffer 142 may provide a set of tuning values corresponding to the CIT to the second address recalculation circuit 145 and the second address recalculation circuit 146 in synchronization with the update timing pulse.

예를 들어, 제K 프레임(K는 양의 정수)에 대하여 제1 CIT(CIT1)이 설정되고, 제K+1 프레임에 대하여 제2 CIT(CIT2)가 설정될 수 있다. 제K 프레임 이전(예컨대 제K-1 프레임)에 제1 CIT(CIT1)이 제1 어드레스 생성 회로(143)로 제공되고, 제1 CIT(CIT1)에 대응하는 제1 튜닝 값의 셋(TVS1)이 제1 어드레스 재산출 회로(145)에 제공될 수 있다. For example, a first CIT (CIT1) may be set for the Kth frame (K is a positive integer), and a second CIT (CIT2) may be set for the K+1th frame. The first CIT (CIT1) is provided to the first address generation circuit 143 before the K-th frame (eg, the K-1-th frame), and a first tuning value set (TVS1) corresponding to the first CIT (CIT1) This first address recalculation circuit 145 may be provided.

제1 어드레스 생성 회로(143)는 입력 로우 어드레스(IR_ADD)(또는 기준 어드레스라고 함)를 생성할 수 있다. 도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같이, 입력 로우 어드레스(IR_ADD)는 그 값이 순차적으로 증가할 수 있으며, 픽셀 어레이(도 1의 110)의 복수의 로우를 순차적으로 나타낼 수 있다. The first address generation circuit 143 may generate an input row address IR_ADD (or referred to as a reference address). As shown in FIGS. 12A to 12C , the value of the input row address IR_ADD may sequentially increase and may sequentially indicate a plurality of rows of the pixel array ( 110 in FIG. 1 ).

제1 어드레스 생성 회로(143)는 독출 타이밍 신호를 생성하고, 독출 타이밍신호 및 제1 CIT(CIT1)를 기초로 리셋 타이밍 신호를 생성할 수 있다. 독출 타이밍 신호는 서브 픽셀의 독출이 시작되는 시점(예컨대 수평 기간)을 나타내며, 리셋 타이밍 신호는 서브 픽셀의 리셋이 시작되는 시점(예컨대 수평 기간)을 나타낼 수 있다. 실시예에 있어서, 독출 타이밍 신호는 특정 수평 기간(예컨대 도 8a 내지 도 8c의 제5 수평 기간(5H))으로 고정될 수 있으며, 제1 CIT(CIT1)를 기초로 하나의 수평 기간 단위로 리셋 타이밍 시점이 조절될 수 있다. The first address generation circuit 143 may generate a read timing signal and a reset timing signal based on the read timing signal and the first CIT (CIT1). The read timing signal may indicate a time point at which reading of a subpixel starts (eg, a horizontal period), and a reset timing signal may indicate a time point at which a reset of a subpixel starts (eg, a horizontal period). In an embodiment, the read timing signal may be fixed to a specific horizontal period (eg, the fifth horizontal period 5H of FIGS. 8A to 8C), and reset in units of one horizontal period based on the first CIT (CIT1). The timing point can be adjusted.

예를 들어, 제1 CIT(CIT1)가 2라면, 제1 어드레스 생성 회로(143)는 도 8b를 참조하여 설명한 바와 같이, 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간(예컨대 제5 수평 기간(5H))으로부터 2개 이전의 수평 기간(예컨대 제3 수평 기간(3H))에 서브 픽셀이 리셋될 것을 나타내는 리셋 타이밍 신호를 생성할 수 있다. 제1 CIT(CIT1)가 3이라면, 제1 어드레스 생성 회로(143)는 도 8c를 참조하여 설명한 바와 같이, 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간(예컨대 제5 수평 기간(5H))으로부터 3개 이전의 수평 기간(예컨대 제2 수평 기간(2H))에 서브 픽셀이 리셋될 것을 나타내는 리셋 타이밍 신호를 생성할 수 있다.For example, if the first CIT (CIT1) is 2, the first address generation circuit 143, as described with reference to FIG. 8B, from the horizontal period in which sub-pixels are read (eg, the fifth horizontal period 5H) A reset timing signal indicating that the sub-pixel is to be reset in a horizontal period two previous years (eg, the third horizontal period 3H) may be generated. If the first CIT (CIT1) is 3, the first address generation circuit 143, as described with reference to FIG. 8C , the horizontal period (for example, the fifth horizontal period 5H) in which the sub-pixel is read out three times earlier. A reset timing signal indicating that the sub-pixel is to be reset in the horizontal period (eg, the second horizontal period 2H) may be generated.

제1 어드레스 재산출 회로(145)는 제1 어드레스 생성 회로(143)로부터 제공되는 입력 로우 어드레스(IR_ADD) 및 버퍼(142)로부터 제공되는 제1 튜닝 값의 셋(TVS1)을 기초로 재산출 로우 어드레스(recalculated row address)를 생성할 수 있다. 실시예에 있어서, 이미지 센서(도 1의 100)가 빠른 독출을 지원할 경우, 도 9a 내지 도 9h를 참조하여 설명한 바와 같이, 적어도 2개의 로우에 배치된 서브 픽셀들이 동시에 독출될 수 있다. 이에 따라, 제1 어드레스 재산출 회로(145)는 적어도 2개의 재산출 로우 어드레스를 생성할 수 있다. The first address recalculation circuit 145 recalculates the row based on the input row address IR_ADD provided from the first address generator circuit 143 and the first tuning value set TVS1 provided from the buffer 142. You can create a recalculated row address. In an embodiment, when the image sensor (100 in FIG. 1 ) supports fast readout, as described with reference to FIGS. 9A to 9H , subpixels arranged in at least two rows may be simultaneously read. Accordingly, the first address recalculation circuit 145 may generate at least two recalculation row addresses.

제K+1 프레임 이전(예컨대 K 프레임)에 제2 CIT(CIT2)이 제2 어드레스 생성 회로(144)로 제공되고, 제2 CIT(CIT2)에 대응하는 제2 튜닝 값의 셋(TVS2)이 제2 어드레스 재산출 회로(146)에 제공될 수 있다. 제2 어드레스 생성 회로(144) 및 제2 어드레스 재산출 회로(146)의 동작은 제1 어드레스 생성 회로(143) 및 제1 어드레스 재산출 회로(143)의 동작과 유사하다. The second CIT (CIT2) is provided to the second address generation circuit 144 before the K+1th frame (eg, K frame), and the second tuning value set TVS2 corresponding to the second CIT (CIT2) is It may be provided to the second address recalculation circuit 146 . Operations of the second address generation circuit 144 and the second address recalculation circuit 146 are similar to those of the first address generation circuit 143 and the first address recalculation circuit 143 .

어드레스 출력 회로(147)는 제1 어드레스 생성 회로(143) 및 제1 어드레스 재산출 회로(143)에서 생성되는 리셋 타이밍 신호, 독출 타이밍 신호, 및 재산출 로우 어드레스와 제1 어드레스 생성 회로(143) 및 제1 어드레스 재산출 회로(145)에서 생성되는 리셋 타이밍 신호, 독출 타이밍 신호, 및 재산출 로우 어드레스를 프레임마다 교번적으로 로우 드라이버(120)로 제공할 수 있다.The address output circuit 147 includes a reset timing signal, a read timing signal, a recalculated row address, and a first address generator circuit 143 generated by the first address generator circuit 143 and the first address recalculation circuit 143. The reset timing signal, the read timing signal, and the recalculated row address generated by the first address recalculation circuit 145 may be alternately provided to the row driver 120 for each frame.

예를 들어, 어드레스 출력 회로(147)는 제K-1 프레임에 제1 어드레스 생성 회로(143)에서 생성된 리셋 타이밍 신호를 로우 드라이버(120)로 제공하고, 제K 프레임에 제1 어드레스 생성 회로(143) 및 제1 어드레스 재산출 회로(145)에서 생성되는 독출 타이밍 신호, 및 재산출 로우 어드레스를 로우 드라이버(120)로 제공할 수 있다. 또한, 어드레스 출력 회로(147)는 제K 프레임에 제2 어드레스 생성 회로(144)에서 생성된 리셋 타이밍 신호를 로우 드라이버(120)로 제공하고, 제K+1 프레임에 제2 어드레스 생성 회로(144) 및 제2 어드레스 재산출 회로(146)에서 생성되는 독출 타이밍 신호, 및 재산출 로우 어드레스를 로우 드라이버(120)로 제공할 수 있다. 이에 따라 도 13에 도시된 바와 같이, CIT가 변경 될 경우, 다음 프레임에 변경된 CIT가 바로 적용될 수 있어, 데드 프레임이 발생하는 것이 방지될 수 있다. For example, the address output circuit 147 provides the reset timing signal generated by the first address generator circuit 143 to the row driver 120 in the K-1th frame, and the first address generator circuit in the Kth frame. 143 and the read timing signal generated by the first address recalculation circuit 145 and the recalculated row address may be provided to the row driver 120 . In addition, the address output circuit 147 provides the reset timing signal generated by the second address generator circuit 144 to the row driver 120 in the Kth frame, and the second address generator circuit 144 in the K+1th frame. ), the read timing signal generated by the second address recalculation circuit 146, and the recalculated row address may be provided to the row driver 120. Accordingly, as shown in FIG. 13 , when the CIT is changed, the changed CIT can be immediately applied to the next frame, thereby preventing a dead frame from occurring.

도 12a 내지 도 12c는 본 개시의 실시예에 따른 타이밍 생성기의 어드레스 산출 방식을 나타낸다. 12A to 12C illustrate an address calculation method of a timing generator according to an embodiment of the present disclosure.

도 12a는 CIT가 1 또는 3일 때이고, 도 12b는 CIT가 2일 때이고, 도 12b는 CIT가 4이상일 때를 나타낸다. 픽셀은 2×2 행열로 배치되는 4개의 서브 픽셀을 포함하는 것으로 가정한다. 도 12a 내지 도 12c는 도 9a 내지 도 9h를 참조하여 설명한 바와 같이, 빠른 독출을 위하여 인접하지 않은 2개의 로우에 배치된 서브 픽셀이 동시에 독출되는 경우의 어드레스 산출 방식을 나타낸다. 도 9a 내지 도 9h를 함께 참조하여 설명하기로 한다. FIG. 12A shows when CIT is 1 or 3, FIG. 12B shows when CIT is 2, and FIG. 12B shows when CIT is 4 or more. A pixel is assumed to contain four sub-pixels arranged in a 2x2 matrix. 12A to 12C illustrate an address calculation method when subpixels disposed in two non-adjacent rows are simultaneously read for fast reading, as described with reference to FIGS. 9A to 9H . A description will be made with reference to FIGS. 9A to 9H .

도 12a를 참조하면, 어드레스 생성 회로(예컨대 도 11의 제1 어드레스 생성회로(143) 또는 제2 어드레스 생성 회로(144))에서 생성되는 입력 로우 어드레스(IR_ADD)는 0 부터 1씩 증가하는 값을 가질 수 있다. 입력 로우 어드레스(IR_ADD)는 매 수평기간마다 픽셀 어레이(도 9a 내지 도 9h의 110)에 구비되는 복수의 로우들(예컨대 제1 로우(Row1) 내지 제8 로우(Row8)를 차례로 선택하는 값을 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 12A, the input row address IR_ADD generated by the address generating circuit (for example, the first address generating circuit 143 or the second address generating circuit 144 of FIG. 11) has a value increasing by 1 from 0. can have The input row address IR_ADD is a value for sequentially selecting a plurality of rows (for example, a first row (Row1) to an eighth row (Row8) provided in the pixel array (110 of FIGS. 9A to 9H) in every horizontal period. can indicate

CIT가 1 또는 3일 때, 튜닝 값의 셋(TVS)은 도시된 바와 같이, 0, -1, 2, 1, 3, 2, 5, 4일 수 있다. 어드레스 재산출 회로(예컨대 도 11의 제1 어드레스 재산출 회로(145) 또는 제2 어드레스 재산출 회로(146))는 입력 로우 어드레스(IR_ADD)에서 대응하는 튜닝 값이 차감된 값을 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)로 생성할 수 있으며, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0) 각각에 4를 더하여 산출되는 값을 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)로서 생성할 수 있다. 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)는 0, 2, 0, 2, 1, 3, 1, 3이며, 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)은 4, 6, 4, 6, 5, 7, 5, 7일 수 있다. 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)가 '0'이면 픽셀 어레이(110)에서 제1 로우(Row1)를 나타내고, 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)가 '4'이면 픽셀 어레이(110)에서 제5 로우(Row5)를 나타낸다.When CIT is 1 or 3, the set of tuning values (TVS) may be 0, -1, 2, 1, 3, 2, 5, or 4, as shown. The address recalculation circuit (eg, the first address recalculation circuit 145 or the second address recalculation circuit 146 of FIG. 11 ) first recalculates a value obtained by subtracting the corresponding tuning value from the input row address IR_ADD A value calculated by adding 4 to each of the first recalculated row addresses RR_ADD_0 may be generated as the second recalculated row address RR_ADD_1. The first recalculated row address RR_ADD_0 is 0, 2, 0, 2, 1, 3, 1, 3, and the second recalculated row address RR_ADD_1 is 4, 6, 4, 6, 5, 7 , 5 or 7. If the first recalculated row address RR_ADD_0 is '0', it indicates the first row Row1 in the pixel array 110, and if the second recalculated row address RR_ADD_1 is '4', the pixel array 110 Indicates the fifth row (Row5).

E_O 페이즈는 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0) 및 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)가 나타내는 로우에 구비되는 서브 픽셀들 중 홀수 컬럼에 배치된 서브 픽셀들 또는 짝수 컬럼에 배치된 서브 픽셀들을 나타낸다. E_O 페이즈가 짝수(E)이면, 짝수 컬럼에 배치된 서브 픽셀이 독출되고, E_O 페이즈가 홀수(O)이면 홀수 컬럼에 배치된 서브 픽셀이 독출될 수 있다. In the E_O phase, among subpixels provided in rows indicated by the first recalculated row address RR_ADD_0 and the second recalculated row address RR_ADD_1, subpixels arranged in odd columns or subpixels arranged in even columns represent them If the E_O phase is an even number (E), subpixels arranged in even columns may be read, and if the E_O phase is an odd number (O), subpixels arranged in odd columns may be read.

예를 들어, 입력 어드레스(IR_ADD)가 '0'이면, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)는 '0'이고, 및 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)는 '4'이며, For example, if the input address IR_ADD is '0', the first recalculated row address RR_ADD_0 is '0' and the second recalculated row address RR_ADD_1 is '4',

E_O 페이즈는 짝수(E)이다. 이에 따라 제1 수평 기간에, 제1 로우 및 제5 로우의 짝수 컬럼에 배치된 제1 픽셀(PX1) 및 제3 픽셀(PX3)의 제1 그린 서브 픽셀들(Gr1, Gr3)이 동시에 독출될 수 있다. The E_O phase is an even number (E). Accordingly, in the first horizontal period, the first green sub-pixels Gr1 and Gr3 of the first pixel PX1 and the third pixel PX3 disposed in the even columns of the first row and the fifth row are simultaneously read. can

입력 어드레스(IR_ADD)가 '1'이면, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)는 '2'이고, 및 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)는 '6'이며, E_O 페이즈는 짝수(E)이다. 이에 따라 제2 수평 기간에, 제3 로우 및 제7 로우의 짝수 컬럼에 배치된 제2 픽셀(PX2) 및 제4 픽셀(PX4)의 제1 그린 서브 픽셀들(Gr2, Gr4)이 동시에 독출될 수 있다. If the input address IR_ADD is '1', the first recalculated row address RR_ADD_0 is '2', the second recalculated row address RR_ADD_1 is '6', and the E_O phase is an even number (E )am. Accordingly, in the second horizontal period, the first green sub-pixels Gr2 and Gr4 of the second pixel PX2 and the fourth pixel PX4 disposed in even columns of the third row and the seventh row are simultaneously read. can

입력 어드레스(IR_ADD)가 '2'이면, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)는 '0'이고, 및 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)는 '4'이며, E_O 페이즈는 홀수(O)이다. 이에 따라 제3 수평 기간에, 제1 로우 및 제5 로우의 홀수 컬럼에 배치된 제1 픽셀(PX1) 및 제3 픽셀(PX3)의 레드 서브 픽셀들(R1, R3)이 동시에 독출될 수 있다. If the input address IR_ADD is '2', the first recalculated row address RR_ADD_0 is '0', the second recalculated row address RR_ADD_1 is '4', and the E_O phase is an odd number (0 )am. Accordingly, in the third horizontal period, the red sub-pixels R1 and R3 of the first pixel PX1 and the third pixel PX3 disposed in odd-numbered columns of the first row and the fifth row may be simultaneously read. .

입력 어드레스(IR_ADD)가 '3'이면, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)는 '2'이고, 및 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)는 '6'이며, E_O 페이즈는 홀수(O)이다. 이에 따라 제4 수평 기간에, 제3 로우 및 제7 로우의 홀수 컬럼에 배치된 제2 픽셀(PX2) 및 제4 픽셀(PX4)의 레드 서브 픽셀들(R2, R4)이 동시에 독출될 수 있다. If the input address IR_ADD is '3', the first recalculated row address RR_ADD_0 is '2', the second recalculated row address RR_ADD_1 is '6', and the E_O phase is an odd number (0 )am. Accordingly, in the fourth horizontal period, the red sub-pixels R2 and R4 of the second pixel PX2 and the fourth pixel PX4 disposed in odd-numbered columns of the third row and the seventh row may be simultaneously read. .

제5 수평 기간에는, 제2 로우 및 제6 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀(PX1) 및 제3 픽셀(PX3)의 블루 서브 픽셀들(B1, B3)이 동시에 독출되고, 제6 수평 기간에는 제4 로우 및 제8 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀(PX2) 및 제4 픽셀(PX4)의 블루 서브 픽셀들(B2, B4)이 동시에 독출되며, 제7 수평 기간에는 제2 로우 및 제6 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀(PX1) 및 제3 픽셀(PX3)의 제2 그린 서브 픽셀들(Gb1, Gb3)이 동시에 독출되고, 제8 수평 기간에는 제4 로우 및 제8 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀(PX2) 및 제4 픽셀(PX4)의 제2 그린 서브 픽셀들(Gb2, Gb4)이 동시에 독출될 수 있다. In the fifth horizontal period, the blue sub-pixels B1 and B3 of the first pixel PX1 and the third pixel PX3 disposed in even columns of the second row and the sixth row are simultaneously read, and the sixth horizontal During the period, the blue sub-pixels B2 and B4 of the second pixel PX2 and the fourth pixel PX4 disposed in the even columns of the fourth row and the eighth row are simultaneously read, and in the seventh horizontal period, the second The second green sub-pixels Gb1 and Gb3 of the first pixel PX1 and the third pixel PX3 disposed in the odd-numbered columns of the row and the sixth row are simultaneously read, and in the eighth horizontal period, the fourth row and the second green sub-pixels Gb3 are read. The second green sub-pixels Gb2 and Gb4 of the second and fourth pixels PX2 and PX4 disposed in odd-numbered columns of the eighth row may be simultaneously read.

이상에서 설명한 바와 같이, CIT가 1 또는 3으로 설정되면, 매 수평 기간 마다 동일한 컬럼 라인에 연결되는 인접한 2개의 픽셀(예컨대 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2), 또는 제3 픽셀(PX3) 및 제4 픽셀(PX4))에서 교번적으로 서브 픽셀이 독출될 수 있다. As described above, when CIT is set to 1 or 3, two adjacent pixels (for example, the first pixel PX1 and the second pixel PX2, or the third pixel ( Sub-pixels may be alternately read from PX3) and the fourth pixel PX4).

도 12b를 참조하면, 입력 로우 어드레스(IR_ADD)는 1씩 증가하는 값을 가질 수 있다. CIT가 2일 때, 튜닝 값의 셋은 도시된 바와 같이, 0, 1, 0, 1, 3, 4, 3, 4일 수 있다. 입력 로우 어드레스(IR_ADD)에서 튜닝 값이 차감된 값이 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)로 생성되며, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)에서 4가 더해진 값이 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)로 생성될 수 있다. Referring to FIG. 12B, the input row address IR_ADD may have a value that increases by one. When CIT is 2, the set of tuning values may be 0, 1, 0, 1, 3, 4, 3, 4 as shown. The value obtained by subtracting the tuning value from the input row address (IR_ADD) is generated as the first recalculated row address (RR_ADD_0), and the value obtained by adding 4 to the first recalculated row address (RR_ADD_0) is the second recalculated row. It can be created as an address (RR_ADD_1).

도시된 바와 같이, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)는 0, 0, 2, 2, 1, 1, 3, 3이고, 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)은 4, 4, 6, 6, 5, 5, 7, 7이며, E_O 페이즈는, 매 수평 기간마다 변경될 수 있다. 이에 따라, 제1 수평 기간에 제1 로우 및 제5 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀들(Gr1, Gr3)이 독출되고, 제2 수평 기간에 제1 로우 및 제5 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 레드 서브 픽셀들(R1, R3)이 독출되고, 제3 수평 기간에 제3 로우 및 제7 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀들(Gr2, Gr4)이 독출되고, 제4 수평 기간에 제3 로우 및 제7 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 레드 서브 픽셀들(R2, R4)이 독출될 수 있다. 또한, 제5 수평 기간에 제2 로우 및 제6 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 블루 서브 픽셀들(B1, B3)이 독출되고, 제6 수평 기간에 제2 로우 및 제6 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 제2 그린 서브 픽셀들(Gb1, Gb3)이 독출되고, 제7 수평 기간에 제4 로우 및 제8 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 블루 서브 픽셀들(B2, B4)이 독출되고, 제8 수평 기간에 제4 로우 및 제8 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 제2 그린 서브 픽셀들(Gb2, Gb4)이 독출될 수 있다. As shown, the first recalculated row address RR_ADD_0 is 0, 0, 2, 2, 1, 1, 3, 3, and the second recalculated row address RR_ADD_1 is 4, 4, 6, 6, 5, 5, 7, 7, and the E_O phase can be changed every horizontal period. Accordingly, the first green sub-pixels Gr1 and Gr3 of the first pixel and the third pixel disposed in the even columns of the first row and the fifth row are read in the first horizontal period, and in the second horizontal period Red sub-pixels R1 and R3 of the first pixel and the third pixel disposed in odd columns of row 1 and row 5 are read, and are disposed in even columns of row 3 and row 7 in the third horizontal period. The first green sub-pixels Gr2 and Gr4 of the second and fourth pixels are read, and the second and fourth pixels disposed in odd columns of the third row and the seventh row in the fourth horizontal period Red sub-pixels R2 and R4 may be read. In addition, in the fifth horizontal period, the blue sub-pixels B1 and B3 of the first pixel and the third pixel disposed in the even columns of the second row and the sixth row are read, and in the sixth horizontal period, the blue sub-pixels B1 and B3 are read. The second green sub-pixels Gb1 and Gb3 of the first pixel and the third pixel disposed in the odd columns of the sixth row are read, and are disposed in the even columns of the fourth row and the eighth row in the seventh horizontal period. Blue sub-pixels B2 and B4 of the second and fourth pixels are read, and second green of the second and fourth pixels disposed in odd-numbered columns of the fourth row and the eighth row in the eighth horizontal period Sub-pixels Gb2 and Gb4 may be read.

CIT가 2로 설정되면, 2개의 수평 기간 마다 동일한 컬럼 라인에 연결되는 인접한 2개의 픽셀(예컨대 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2), 또는 제3 픽셀(PX3) 및 제4 픽셀(PX4))에서 교번적으로 서브 픽셀이 독출될 수 있다. 도 12c를 참조하면, 입력 로우 어드레스(IR_ADD)는 1씩 증가하는 값을 가질 수 있다. CIT가 4 이상일 때, 튜닝 값의 셋은 도시된 바와 같이, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4일 수 있다. 입력 로우 어드레스(IR_ADD)에서 튜닝 값이 차감된 값이 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)로 생성되고, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)에서 4가 더해진 값이 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)로 생성될 수 있다. When the CIT is set to 2, two adjacent pixels (eg, the first pixel PX1 and the second pixel PX2, or the third pixel PX3 and the fourth pixel (for example, the first pixel PX1 and the fourth pixel) are connected to the same column line every two horizontal periods. Sub-pixels can be read alternately in PX4)). Referring to FIG. 12C , the input row address IR_ADD may have a value that increases by one. When CIT is 4 or more, the set of tuning values may be 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, as shown. A value obtained by subtracting the tuning value from the input row address (IR_ADD) is generated as the first recalculated row address (RR_ADD_0), and a value obtained by adding 4 to the first recalculated row address (RR_ADD_0) is a second recalculated row. It can be created as an address (RR_ADD_1).

도시된 바와 같이, 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0)는 0, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3이고, 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)은 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7이며, E_O 페이즈는, 매 수평 기간마다 변경될 수 있다. 이에 따라, 제1 수평 기간에 제1 로우 및 제5 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀들(Gr1, Gr3)이 독출되고, 제2 수평 기간에 제1 로우 및 제5 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 레드 서브 픽셀들(R1, R3)이 독출되고, 제3 수평 기간에 제2 로우 및 제6 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 블루 서브 픽셀들(B1, B3)이 독출되고, 제4 수평 기간에 제2 로우 및 제6 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 제2 그린 서브 픽셀들(Gb1, Gb3)이 독출될 수 있다. 또한, 제5 수평 기간에, 제3 로우 및 제7 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 제1 그린 서브 픽셀들(Gr2, Gr4)이 독출되고 제6 수평 기간에, 제3 로우 및 제7 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 레드 서브 픽셀들(R2, R4)이 독출되고, 제7 수평 기간에 제4 로우 및 제8 로우의 짝수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 블루 서브 픽셀들(B2, B4)이 독출되고, 제8 수평 기간에 제4 로우 및 제8 로우의 홀수 컬럼에 배치되는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 제2 그린 서브 픽셀들(Gb2, Gb4)이 독출될 수 있다. As shown, the first recalculated row address RR_ADD_0 is 0, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, and the second recalculated row address RR_ADD_1 is 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, and the E_O phase can be changed every horizontal period. Accordingly, the first green sub-pixels Gr1 and Gr3 of the first pixel and the third pixel disposed in the even columns of the first row and the fifth row are read in the first horizontal period, and in the second horizontal period The red sub-pixels R1 and R3 of the first pixel and the third pixel disposed in odd-numbered columns of row 1 and row 5 are read, and are disposed in even-numbered columns of row 2 and row 3 in the third horizontal period. The blue sub-pixels B1 and B3 of the first pixel and the third pixel are read, and the second row of the first pixel and the third pixel disposed in the odd-numbered columns of the second row and the sixth row in the fourth horizontal period. Green sub-pixels Gb1 and Gb3 may be read. Also, in the fifth horizontal period, the first green sub-pixels Gr2 and Gr4 of the second pixel and the fourth pixel disposed in the even columns of the third row and the seventh row are read, and in the sixth horizontal period, the first green subpixels Gr2 and Gr4 are read. Red sub-pixels R2 and R4 of the second pixel and the fourth pixel disposed in odd columns of row 3 and row 7 are read, and are disposed in even columns of row 4 and row 8 in the seventh horizontal period. The blue sub-pixels B2 and B4 of the second and fourth pixels are read, and the second and fourth pixels of the second and fourth pixels are arranged in odd columns of the fourth and eighth rows in the eighth horizontal period. Green sub-pixels Gb2 and Gb4 may be read.

CIT가 4 이상으로 설정되면, 동일한 컬럼 라인에 연결되는 인접한 2개의 픽셀(예컨대 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2), 또는 제3 픽셀(PX3) 및 제4 픽셀(PX4)) 중 하나의 픽셀에서 4개의 서브 픽셀이 순차적으로 독출되고, 이후 다른 하나의 픽셀에서 4개의 서브 픽셀이 순차적으로 독출될 수 있다. When the CIT is set to 4 or more, among two adjacent pixels (eg, the first pixel PX1 and the second pixel PX2 , or the third pixel PX3 and the fourth pixel PX4 ) connected to the same column line. Four sub-pixels may be sequentially read from one pixel, and then four sub-pixels may be sequentially read from another pixel.

도 13은 본 개시의 실시예에 따른 이미지 센서에서 노출 시간 설정 값의 변화에 따른 리셋 및 독출을 설명하는 타이밍도이다. 13 is a timing diagram illustrating resetting and reading according to a change in an exposure time set value in an image sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 13을 참조하면, 제1 프레임 기간에 대하여 CIT가 8로 설정될 수 있다. 셔터 프레임 기간부터 픽셀 어레이(도 1의 110)의 복수의 로우에 대하여 제1 리셋이 순차적으로 수행되고, 또한 제1 프레임 기간에 복수의 로우에 대하여 제1 독출이 순차적으로 수행될 수 있다. 여기서 제1 리셋 및 제1 독출은 제1 어드레스 재산출 회로(도 11의 145)에서 생성되는 재산출 로우 어드레스에 기초하여 수행되는 서브픽셀들의 리셋 및 독출을 의미한다. 제1 프레임에, 도 8d를 참조하여 설명한 바와 같이 제3 패턴에 따라 서브 픽셀들이 독출될 수 있다. Referring to FIG. 13 , CIT may be set to 8 for the first frame period. A first reset may be sequentially performed on a plurality of rows of the pixel array ( 110 in FIG. 1 ) from the shutter frame period, and a first read may be sequentially performed on a plurality of rows during the first frame period. Here, the first reset and the first read means reset and read of subpixels performed based on the recalculated row address generated by the first address recalculation circuit ( 145 in FIG. 11 ). In the first frame, subpixels may be read according to the third pattern as described with reference to FIG. 8D.

CIT가 1로 변경될 수 있으며, 이에 따라 제1 프레임 기간부터 제2 리셋이 수행되고, 또한 제2 프레임 기간에 제2 독출이 수행될 수 있다. 여기서 제2 리셋 및 제2 독출은 제2 어드레스 재산출 회로(도 11의 146)에서 생성되는 재산출 로우 어드레스에 기초하여 수행되는 서브 픽셀들의 리셋 및 독출을 의미한다. 제2 프레임에 도 8a를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 패턴에 따라 서브 픽셀들이 독출될 수 있다. CIT may be changed to 1, and accordingly, a second reset may be performed from the first frame period, and a second read may be performed in the second frame period. Here, the second reset and the second read refer to reset and read of subpixels performed based on the recalculated row address generated by the second address recalculation circuit ( 146 in FIG. 11 ). In the second frame, subpixels may be read according to the first pattern as described with reference to FIG. 8A .

CIT가 2로 변경될 수 있으며, 이에 따라 제2 프레임 기간부터 제1 리셋이 수행되고, 제3 프레임 기간에 제1 독출이 수행될 수 있다. 제3 프레임 기간에 도 8b를 참조하여 설명한 바와 같이 제2 패턴에 따라 서브 픽셀들이 독출될 수 있다. CIT may be changed to 2, and accordingly, a first reset may be performed from the second frame period, and a first read may be performed from the third frame period. In the third frame period, as described with reference to FIG. 8B , subpixels may be read according to the second pattern.

CIT가 12로 변경되면, 제3 프레임 기간부터 제2 리셋이 수행되고 제4 프레임 기간에 제2 독출이 수행될 수 있다. 제4 프레임 기간에 제3 패턴에 따라 서브 픽셀들이 독출될 수 있다. When CIT is changed to 12, a second reset may be performed from the third frame period and a second read may be performed from the fourth frame period. Subpixels may be read according to the third pattern in the fourth frame period.

타이밍 생성기(도 1의 140)가 2 세트의 어드레스 생성 회로를 구비하고(예컨대 제1 어드레스 생성 회로(도 11의 143) 및 제2 어드레스 재산출 회로(도 11의 145) 및 제2 어드레스 생성 회로(도 11의 144) 및 제2 어드레스 재산출 회로(도 11의 146))를 구비하고 CIT가 변경될 때, 2 세트의 어드레스 생성 회로들을 교번적으로 이용함으로써, 변경된 CIT가 다음 프레임에 바로 적용될 수 있다. 이에 따라 CIT가 변경되더라도 데드(dead) 프레임이 발생하는 것을 방지할 수 있다. The timing generator (140 in FIG. 1) includes two sets of address generation circuits (e.g., a first address generation circuit (143 in FIG. 11) and a second address recalculation circuit (145 in FIG. 11) and a second address generation circuit. (144 in FIG. 11) and a second address recalculation circuit (146 in FIG. 11), and when the CIT is changed, by using two sets of address generation circuits alternately, the changed CIT is immediately applied to the next frame. can Accordingly, even if the CIT is changed, it is possible to prevent a dead frame from occurring.

도 14는 본 개시의 실시예에 다른 이미지 센서를 포함하는 전자 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.14 is a block diagram schematically illustrating an electronic device including an image sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 14를 참조하면, 전자 장치(1000)는 이미지 센서(1100), 어플리케이션 프로세서(AP)(1200) 및 조도 센서(1300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 14 , the electronic device 1000 may include an image sensor 1100, an application processor (AP) 1200, and an illuminance sensor 1300.

어플리케이션 프로세서(1200)는 이미지 센서(1100)의 동작을 제어하는 제어 신호들을 이미지 센서(1100)로 제공할 수 있다. 제어 신호들의 전송은 예를 들어, I2C에 기반한 인터페이스에 기초하여 수행될 수 있다. 제어 신호들은 노출 시간 설정 값, 예컨대 CIT를 포함할 수 있다. 제어 신호들은 또한 렌즈 쉐이딩 보정 값, 크로스 토크 계수, 게인 등과 같은 이미지 센서(1100)의 구성 데이터를 더 포함할 수 있다. The application processor 1200 may provide control signals for controlling the operation of the image sensor 1100 to the image sensor 1100 . Transmission of control signals may be performed based on an interface based on, for example, I2C. The control signals may include an exposure time setting value, eg CIT. The control signals may further include configuration data of the image sensor 1100 such as a lens shading correction value, a crosstalk coefficient, a gain, and the like.

이미지 센서(1100)는 수신된 제어 신호들을 기초로 대상체를 촬상하여 이미지 데이터(IDT)를 생성할 수 있다. 이미지 데이터(IDT)는 정지 영상 및 동영상을 포함할 수 있다. 이미지 센서(1100)는 이미지 데이터(IDT)에 대하여 화질 보상, 비닝, 다운 사이징 등의 신호 처리를 수행할 수 있으며, 화질 보상은 예를 들어, 블랙 레벨 보상, 렌즈 쉐이딩 보상, 크로스 토크 보상 및 배드 픽셀 보정 등의 신호 처리를 포함할 수 있다.The image sensor 1100 may generate image data IDT by capturing an image of the object based on the received control signals. The image data IDT may include still images and moving images. The image sensor 1100 may perform signal processing such as image quality compensation, binning, downsizing, etc. on the image data IDT, and image quality compensation may include, for example, black level compensation, lens shading compensation, crosstalk compensation, and bad signal processing. It may include signal processing such as pixel correction.

이미지 센서(1100)는 이미지 데이터(IDT) 또는 신호 처리된 이미지 데이터를 어플리케이션 프로세서(1200)에 전송할 수 있다. 이미지 데이터(IDT)의 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. The image sensor 1100 may transmit image data IDT or signal-processed image data to the application processor 1200 . Transmission of the image data IDT may be performed using, for example, a Camera Serial Interface (CSI) based on MIPI (Mobile Industry Processor Interface), but embodiments are not limited thereto.

어플리케이션 프로세서(1200)는 수신된 이미지 데이터(IDT)에 대하여 불량 픽셀 보정(bad pixel correction), 3A 조정(Auto-focus correction, Auto-white balance, Auto-exposure), 노이즈 제거(noise reduction), 샤프닝(sharpening), 감마 조정(gamma control), 리모자익(remosaic), 디모자익, 해상도 스케일링(비디오/프리뷰), HDR(high Dynamic Range) 처리 등의 이미지 처리를 수행할 수 있다.The application processor 1200 performs bad pixel correction, 3A adjustment (auto-focus correction, auto-white balance, auto-exposure), noise reduction, and sharpening on the received image data (IDT). Image processing such as sharpening, gamma control, remosaic, demosaic, resolution scaling (video/preview), and high dynamic range (HDR) processing can be performed.

조도 센서(1300)는 전자 장치(1000)의 주변 조도를 센싱하고, 조도 정보(IF_L)를 생성할 수 있다. 조도 정보(IF_L)는 조도 값을 포함할 수 있다. The illuminance sensor 1300 may sense ambient illuminance of the electronic device 1000 and generate illuminance information IF_L. The illuminance information IF_L may include an illuminance value.

본 개시의 예시적 실시예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(1200)는 외 조도 센서로부터 전자 장치(1000)의 주변 조도에 대한 조도 정보(IF_L)를 수신하고, 조도 정보(IF_L)를 기초로 노출 시간 설정 값, 예컨대 CIT를 조정할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서는 조도 정보(IF_L)를 기초로 매 프레임마다 CIT를 변경할 수 있다. 다른 예로서, 어플리케이션 프로세서는 조도 정보(IF_L)에 포함되는 조도 값이 일정 범위를 넘어서 변경될 때마다 CIT를 변경할 수 있으며, 조도가 어두워지면 CIT를 크게 설정하여 노출 시간을 증가시키고, 조도가 밝아지면 CIT를 작게 설정함으로써, 노출 시간을 감소시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the application processor 1200 receives illumination information IF_L on ambient illumination of the electronic device 1000 from an external illumination sensor, and sets an exposure time based on the illumination information IF_L. Values such as CIT can be adjusted. For example, the application processor may change the CIT for each frame based on the illuminance information IF_L. As another example, the application processor may change the CIT whenever the illuminance value included in the illuminance information IF_L changes beyond a certain range, and if the illuminance is dark, the CIT is set large to increase the exposure time, and the illuminance is bright. By setting the ground CIT small, the exposure time can be reduced.

어플리케이션 프로세서(1200)는 노출 시간 설정 값, 예컨대 CIT를 제어 신호로서 이미지 센서(1100)에 전송하며, 노출 시간 설정 값은 레지스터 뱅크(141)에 저장될 수 있다. The application processor 1200 transmits an exposure time setting value, for example, CIT, to the image sensor 1100 as a control signal, and the exposure time setting value may be stored in the register bank 141 .

노출 시간 설정 값은 도 11 내지 도 12c를 참조하여 설명한 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(140)에서 리셋 타이밍 신호, 및 재산출된 로우 어드레스(예컨대 제1 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_0) 및 제2 재산출된 로우 어드레스(RR_ADD_1)) 생성에 이용될 수 있다. 노출 시간 설정 값에 따라 픽셀 어레이(도 1의 110)의 복수의 로우들에 대한 노출 시간이 설정될 수 있으며, 픽셀 어레이(110)의 복수의 로우들의 리셋 순서와 독출 순서, 그리고 리셋 시점 및 독출 시점이 결정될 수 있다. As described with reference to FIGS. 11 to 12C , the exposure time setting value is a reset timing signal from the timing controller 140 and a recalculated row address (eg, a first recalculated row address RR_ADD_0 and a second recalculated row address). It can be used to generate a row address (RR_ADD_1). The exposure time of the plurality of rows of the pixel array (110 in FIG. 1) may be set according to the exposure time setting value, the reset order and read order of the plurality of rows of the pixel array 110, and the reset time and read timing can be determined.

도 1 내지 도 13을 참조하여 설명한 이미지 센서(100)가 이미지 센서(1100)에 적용될 수 있다. 픽셀 어레이는 공유 픽셀 구조를 가지며, 노출 시간 설정 값에 따라 컬럼 방향으로 인접한 2개의 픽셀의 복수의 서브 픽셀들의 리셋 및 독출 순서가 변경(조정)될 수 있으며, 제1 픽셀의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간에 제2 픽셀의 서브 픽셀이 리셋되고, 제2 픽셀의 서브 픽셀이 독출되는 수평 기간에 제1 픽셀의 다른 서브 픽셀이 리셋될 수 있다. 서브 픽셀의 리셋 및 서브 픽셀의 독출을 제1 픽셀 및 제2 픽셀이 적어도 하나의 수평 기간마다 교번적으로 수행함으로써, 노출 시간 설정의 제약이 해소되고, 최소 노출 시간 설정이 가능하다. 따라서, 초고조도 환경에서도 이미지 센서(1100)의 동적 범위가 증가될 수 있다. The image sensor 100 described with reference to FIGS. 1 to 13 may be applied to the image sensor 1100 . The pixel array has a shared pixel structure, and the reset and read order of a plurality of subpixels of two adjacent pixels in the column direction can be changed (adjusted) according to the exposure time setting value, and the subpixel of the first pixel is read. A subpixel of the second pixel may be reset during the horizontal period, and another subpixel of the first pixel may be reset during the horizontal period during which the subpixel of the second pixel is read. By alternately resetting subpixels and reading subpixels in at least one horizontal period between the first pixel and the second pixel, restrictions on exposure time setting are eliminated and minimum exposure time setting is possible. Accordingly, a dynamic range of the image sensor 1100 may be increased even in an ultra-high luminance environment.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As above, exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and specifications. Although the embodiments have been described using specific terms in this specification, they are only used for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure, and are not used to limit the scope of the present disclosure described in the claims. . Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present disclosure should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 이미지 센서 110: 픽셀 어레이
120: 로우 디코더 130: 아날로그-디지털 변환 회로
140: 타이밍 컨트롤러 150: 이미지 변환 회로
160: 메모리 170: 이미지 신호 프로세서
100: image sensor 110: pixel array
120: low decoder 130: analog-to-digital conversion circuit
140: timing controller 150: image conversion circuit
160: memory 170: image signal processor

Claims (20)

동일한 컬럼 라인에 연결되는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함하고, 상기 제1 픽셀은 제1 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 N개의 서브 픽셀들(N은 2 이상의 양의 정수)을 포함하고, 상기 제2 픽셀은 제2 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 N개의 서브 픽셀들을 포함하는, 픽셀 어레이;
노출 시간 설정 값에 따라 상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀에 구비되는 2N개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서를 변경하며, 변경된 순서에 따른 로우 어드레스를 출력하는 타이밍 생성기; 및
상기 로우 어드레스를 기초로 상기 픽셀 어레이를 구동하는 로우 드라이버를 포함하는 이미지 센서.
A first pixel and a second pixel connected to the same column line, wherein the first pixel includes N subpixels (N is a positive integer greater than or equal to 2) sharing a first floating diffusion node; a pixel array, wherein 2 pixels include N sub-pixels sharing a second floating diffusion node;
a timing generator for changing a reset order and a read order of 2N subpixels included in the first pixel and the second pixel according to an exposure time set value, and outputting a row address according to the changed order; and
and a row driver driving the pixel array based on the row address.
제1 항에 있어서, 상기 타이밍 생성기는,
제1 수평 기간에, 상기 제1 픽셀의 제1 서브 픽셀이 독출되고, 상기 제2 픽셀의 제2 서브 픽셀이 리셋되며,
제2 수평 기간에, 상기 제2 픽셀의 상기 제2 서브 픽셀이 독출되고, 상기 제1 픽셀의 제3 서브 픽셀이 리셋되도록 상기 2N개의 서브 픽셀들의 상기 리셋 순서 및 상기 독출 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
The method of claim 1, wherein the timing generator,
In a first horizontal period, a first sub-pixel of the first pixel is read and a second sub-pixel of the second pixel is reset;
In a second horizontal period, the reset order and the read order of the 2N subpixels are changed such that the second subpixel of the second pixel is read and the third subpixel of the first pixel is reset. , an image sensor.
제1 항에 있어서,
제1 픽셀은,
활성 레벨의 제1 리셋 신호에 응답하여 상기 제1 플로팅 디퓨전 노드에 리셋 전압을 제공하는 제1 리셋 트랜지스터;
상기 제1 플로팅 디퓨전 노드의 전위에 대응하는 제1 픽셀 신호를 생성하는 제1 구동 트랜지스터; 및
활성 레벨의 제1 선택 신호에 응답하여 상기 제1 픽셀 신호를 상기 컬럼 라인으로 출력하는 제1 선택 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 제1 픽셀의 서브 픽셀이 리셋될 때, 상기 제1 선택 트랜지스터는 비활성 레벨의 상기 제1 선택 신호에 응답하여 턴-오프되는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
According to claim 1,
The first pixel is
a first reset transistor providing a reset voltage to the first floating diffusion node in response to a first reset signal having an active level;
a first driving transistor configured to generate a first pixel signal corresponding to a potential of the first floating diffusion node; and
a first selection transistor configured to output the first pixel signal to the column line in response to a first selection signal having an active level;
When a sub-pixel of the first pixel is reset, the first select transistor is turned off in response to the first select signal at an inactive level.
제3 항에 있어서,
상기 제1 픽셀의 상기 서브 픽셀이 독출될 때, 상기 제1 선택 트랜지스터는 활성 레벨의 상기 제1 선택 신호에 응답하여 턴-온되고, 상기 제1 리셋 트랜지스터는 비활성 레벨의 상기 제1 리셋 신호에 응답하여 턴-오프되는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
According to claim 3,
When the sub-pixel of the first pixel is read, the first select transistor is turned on in response to the first select signal at an active level, and the first reset transistor is turned on in response to the first reset signal at an inactive level. An image sensor, characterized in that it is turned off in response.
제1 항에 있어서,
제1 수평 기간에, 상기 제1 픽셀의 제1 서브 픽셀이 독출되고 상기 제2 픽셀의 제1 서브 픽셀이 리셋되고,
제2 수평 기간에, 상기 제2 픽셀의 상기 제2 서브 픽셀 독출되고 상기 제1 픽셀의 제3 서브 픽셀이 리셋되는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
According to claim 1,
In a first horizontal period, a first sub-pixel of the first pixel is read and a first sub-pixel of the second pixel is reset;
In a second horizontal period, the second sub-pixel of the second pixel is read and the third sub-pixel of the first pixel is reset.
제5 항에 있어서, 상기 제2 픽셀의 상기 제2 서브 픽셀이 리셋된 후 상기 제2 픽셀의 상기 제2 서브 픽셀이 독출되기 전에, 상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀에 구비되는 제4 내지 제5 서브 픽셀들 중 최대 2개의 서브 픽셀이 리셋되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. 6. The method of claim 5, after the second sub-pixel of the second pixel is reset and before the second sub-pixel of the second pixel is read, the fourth to second pixels provided in the first pixel and the second pixel are read. An image sensor, characterized in that a maximum of two sub-pixels among the fifth sub-pixels are reset. 제5 항에 있어서,
상기 노출 시간 설정 값이 제1 값을 가질 때, 상기 제2 수평 기간은 상기 제1 수평 기간에 연속하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
According to claim 5,
When the exposure time setting value has a first value, the second horizontal period is continuous with the first horizontal period.
제5 항에 있어서,
상기 노출 시간 설정 값이 제2 값을 가질 때, 상기 제1 수평 기간과 상기 제2 수평 기간 사이의 제3 수평 기간에, 상기 제1 픽셀의 제4 서브 픽셀이 독출되고, 상기 제2 픽셀의 제5 서브 픽셀이 리셋되는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
According to claim 5,
When the exposure time setting value has a second value, in a third horizontal period between the first horizontal period and the second horizontal period, a fourth sub-pixel of the first pixel is read, and Characterized in that the fifth sub-pixel is reset, the image sensor.
제5 항에 있어서,
상기 노출 시간 설정 값이 제3 값을 가질 때, 상기 제1 수평 기간에 연속하는 제3 수평 기간에, 상기 제1 픽셀의 제4 서브 픽셀이 리셋되고 상기 제2 픽셀의 제5 서브 픽셀이 독출되고, 상기 제3 수평 기간에 연속하는 제4 수평 기간에, 상기 제1 픽셀의 제6 서브 피셀이 독출되고 상기 제2 픽셀의 제7 서브 픽셀이 리셋되며,
상기 제2 수평 기간은 상기 제4 수평 기간에 연속하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
According to claim 5,
When the exposure time setting value has a third value, in a third horizontal period following the first horizontal period, the fourth sub-pixel of the first pixel is reset and the fifth sub-pixel of the second pixel is read. and in a fourth horizontal period following the third horizontal period, a sixth sub-pixel of the first pixel is read and a seventh sub-pixel of the second pixel is reset;
The image sensor according to claim 1 , wherein the second horizontal period is consecutive to the fourth horizontal period.
제1 항에 있어서, 상기 타이밍 생성기는,
상기 노출 시간 설정 값 및 복수의 노출 시간 설정 값에 대응하는 복수의 튜닝 값들의 셋을 저장하는 레지스터; 및
상기 노출 시간 설정 값을 기초로 기준 어드레스를 생성하고, 상기 기준 어드레스에 상기 노출 시간 설정 값에 대응하는 튜닝 값의 셋을 적용하여 변경된 상기 2N개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서에 따른 재산출 로우 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
The method of claim 1, wherein the timing generator,
a register for storing the exposure time setting value and a set of tuning values corresponding to the plurality of exposure time setting values; and
A recalculated row according to a reset order and a read order of the 2N subpixels changed by generating a reference address based on the exposure time setting value and applying a set of tuning values corresponding to the exposure time setting value to the reference address An image sensor comprising an address generating circuit for generating an address.
제10 항에 있어서, 상기 타이밍 생성기는,
상기 레지스터로부터 제1 프레임에 대응하는 제1 노출 시간 설정 값 및 제1 튜닝 값의 셋, 및 제2 프레임에 대응하는 제2 노출 시간 설정 값 및 제2 튜닝 값의 셋을 수신하고, 업데이트 타이밍 신호에 응답하여, 상기 제1 노출 시간 설정 값 및 상기 제1 튜닝 값의 셋 또는 상기 제2 노출 시간 설정 값 및 상기 제2 튜닝 값의 셋을 상기 어드레스 생성 회로로 전송하는 더블 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
11. The method of claim 10, wherein the timing generator,
receiving from the register a set of first exposure time setting values and first tuning values corresponding to a first frame and a set of second exposure time setting values and second tuning values corresponding to a second frame, and an update timing signal In response to, further comprising a double buffer for transmitting the set of the first exposure time setting value and the first tuning value or the set of the second exposure time setting value and the second tuning value to the address generation circuit. characterized by an image sensor.
제1 항에 있어서,
상기 픽셀 어레이로부터 출력되는 픽셀 신호들에 따라 생성되는 이미지 데이터를 라인 버퍼에 저장하고상기 이미지 데이터를 베이어 패턴의 이미지 데이터로 변환하는 이미지 데이터 변환 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
According to claim 1,
and an image data conversion circuit configured to store image data generated according to pixel signals output from the pixel array in a line buffer and convert the image data into Bayer pattern image data.
제1 항에 있어서,
상기 N개의 서브 픽셀은 2×2 행열로 배열되는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
According to claim 1,
The N sub-pixels are arranged in a 2×2 matrix.
제13 항에 있어서,
제1 대각선 방향으로 배치되는 2개의서브 픽셀은 서로 다른 주파수 대역의 광 신호를 전기적 신호로 변환하고,
제2 대각선 방향으로 배치되는 다른 2개의 서브 픽셀은 동일한 주파수 대역의 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
According to claim 13,
Two sub-pixels arranged in a first diagonal direction convert optical signals of different frequency bands into electrical signals;
The image sensor, characterized in that the other two sub-pixels disposed in the second diagonal direction convert optical signals of the same frequency band into electrical signals.
행열로 배열된 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 복수의 픽셀 각각이 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 N개의 서브 픽셀들(N은 2 이상의 정수)을 포함하는, 픽셀 어레이;
컬럼 방향으로 인접한 제1 픽셀 및 제2 픽셀에 구비되는 2N개의 서브 픽셀들을 순차적으로 독출하되, 제1 수평 기간에 상기 제1 픽셀의 제1 서브 픽셀이 독출되고 상기 제2 픽셀의 제2 서브 픽셀이 리셋되고, 제2 수평 기간에 상기 제2 픽셀의 상기 제2 서브 픽셀이 독출되고 상기 제1 픽셀의 제3 서브 픽셀이 리셋되도록 상기 2N개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서를 노출 시간 설정 값에 따라 설정하는 타이밍 생성기; 및
상기 타이밍 생성기로부터 제공되는 로우 어드레스를 기초로 상기 픽셀 어레이를 상기 2N개의 서브 픽셀들의 리셋 순서 및 독출 순서에 따라 구동하는 로우 드라이버를 포함하는 이미지 센서.
a pixel array including a plurality of pixels arranged in rows and columns, wherein each of the plurality of pixels includes N sub-pixels (N is an integer greater than or equal to 2) sharing a floating diffusion node;
2N subpixels provided in a first pixel and a second pixel adjacent in a column direction are sequentially read, and in a first horizontal period, a first subpixel of the first pixel is read and a second subpixel of the second pixel is read. Set the reset order and read order of the 2N subpixels to the exposure time so that a pixel is reset, the second subpixel of the second pixel is read out, and the third subpixel of the first pixel is reset in a second horizontal period. a timing generator that sets according to values; and
and a row driver configured to drive the pixel array according to a reset order and a read order of the 2N subpixels based on the row address provided from the timing generator.
제15 항에 있어서, 상기 노출 시간 설정 값이 제1 값으로 설정되면,
상기 제2 수평 기간이 상기 제1 수평 기간에 연속하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
The method of claim 15, when the exposure time setting value is set to a first value,
The image sensor, characterized in that the second horizontal period is continuous with the first horizontal period.
제15 항에 있어서, 상기 노출 시간 설정 값이 제2 값으로 설정되면,
상기 제1 수평 기간과 상기 제2 수평 기간 사이의 제3 수평 기간에, 상기 제1 픽셀의 제4 서브 픽셀이 독출되고, 상기 제2 픽셀의 제5 서브 픽셀이 리셋되는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
The method of claim 15, when the exposure time setting value is set to a second value,
In a third horizontal period between the first horizontal period and the second horizontal period, a fourth subpixel of the first pixel is read and a fifth subpixel of the second pixel is reset. sensor.
복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하며 상기 픽셀 어레이에 수신되는 광 신호를 기초로 이미지 데이터를 생성하는 이미지 센서; 및
주변 조도를 나타내는 조도 정보를 기초로 노출 시간 설정 값을 생성하고, 상기 노출 시간 설정 값을 상기 이미지 센서에 전송하는 어플리케이션 프로세서를 포함하고,
상기 복수의 픽셀은, 동일한 컬럼 라인에 연결되는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함하고, 상기 제1 픽셀 및 제2 픽셀 각각은 플로팅 디퓨전 노드를 공유하는 서브 픽셀들을 포함하고,
상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀의 복수의 서브 픽셀의 리셋 순서 및 독출 순서는 상기 노출 시간 설정 값에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
an image sensor including a pixel array including a plurality of pixels and generating image data based on an optical signal received by the pixel array; and
An application processor configured to generate an exposure time setting value based on illumination information indicating ambient illumination and transmit the exposure time setting value to the image sensor;
The plurality of pixels include a first pixel and a second pixel connected to the same column line, and each of the first pixel and the second pixel includes subpixels sharing a floating diffusion node;
The electronic device characterized in that the reset order and the read order of the plurality of sub-pixels of the first pixel and the second pixel are changed according to the exposure time setting value.
제18 항에 있어서,
상기 이미지 센서는,
상기 노출 시간 설정 값을 저장하는 레지스터 뱅크를 포함하고, 상기 노출 시간 설정 값을 기초로 상기 제1 픽셀 및 제2 픽셀의 상기 복수의 서브 픽셀들의 리셋 및 독출 순서를 결정하는 타이밍 생성기를 더 포함하는, 전자 장치.
According to claim 18,
The image sensor,
a register bank for storing the exposure time setting value, and further comprising a timing generator for determining a reset and read order of the plurality of subpixels of the first pixel and the second pixel based on the exposure time setting value. , electronic devices.
제18 항에 있어서, 상기 이미지 센서는,
제1 기간에 상기 제1 픽셀의 제1 서브 픽셀이 독출되고, 상기 제2 픽셀의 제2 서브 픽셀이 리셋되며,
제2 기간에 상기 제2 픽셀의 상기 제2 서브 픽셀이 리셋되고, 상기 제1 픽셀의 제3 서브 픽셀이 리셋되도록 상기 복수의 서브 픽셀들의 리셋 및 독출 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
The method of claim 18, wherein the image sensor,
In a first period, a first sub-pixel of the first pixel is read and a second sub-pixel of the second pixel is reset;
and determining a reset and read order of the plurality of subpixels such that the second subpixel of the second pixel and the third subpixel of the first pixel are reset during a second period. .
KR1020220107159A 2022-01-21 2022-08-25 Image sensor and electronic device comprising thereof KR20230113125A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/149,273 US20230239595A1 (en) 2022-01-21 2023-01-03 Image sensor and electronic device comprising the same
EP23151776.4A EP4216565A1 (en) 2022-01-21 2023-01-16 Image sensor and electronic device comprising the same
JP2023004985A JP2023107221A (en) 2022-01-21 2023-01-17 Image sensor and electronic device including the same
CN202310080228.5A CN116489523A (en) 2022-01-21 2023-01-18 Image sensor and electronic device including the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220009234 2022-01-21
KR20220009234 2022-01-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230113125A true KR20230113125A (en) 2023-07-28

Family

ID=87427133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220107159A KR20230113125A (en) 2022-01-21 2022-08-25 Image sensor and electronic device comprising thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230113125A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9942482B2 (en) Image sensor with transfer gate control signal lines
KR102374112B1 (en) An image sensor including an auto focusing pixel, and an image processing system including the same
US6507365B1 (en) Solid-state imaging device
KR101204571B1 (en) Solid-state imaging device, method for driving the same and camera
US10542231B2 (en) Method of driving image pickup device, image pickup device, image pickup system
US20130033631A1 (en) Solid-state imaging device and imaging device
KR20090091314A (en) Solid-state imaging device, method for driving solid-state imaging device, and imaging device
JP5895525B2 (en) Image sensor
JP2009188049A (en) Solid-state imaging device
JP6413401B2 (en) Solid-state image sensor
KR20150067001A (en) Solid state imaging device
KR20200051801A (en) Imaging element and imaging device
KR20220000761A (en) Image sensor and binning method thereof
US6118481A (en) Solid state image pick-up device and image pick-up apparatus
WO2018092400A1 (en) Solid-state imaging element, signal processing circuit, and electronic device
KR20230113125A (en) Image sensor and electronic device comprising thereof
EP4216565A1 (en) Image sensor and electronic device comprising the same
JP2016040874A (en) Solid state image sensor
JP6257348B2 (en) Solid-state imaging device, imaging system, and copying machine
CN116489523A (en) Image sensor and electronic device including the same
JP2009100381A (en) Solid-state image sensor and method of driving the same, and camera system
US20220394219A1 (en) Image device, image sensor, and operation method of image sensor
JP6700850B2 (en) Image sensor drive control circuit
WO2023002643A1 (en) Imaging element and imaging device
JP5511205B2 (en) Imaging apparatus and imaging method