KR20240025438A - Image sensor, camera module including image sensor, and operating method of image sensor - Google Patents

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KR20240025438A
KR20240025438A KR1020220145444A KR20220145444A KR20240025438A KR 20240025438 A KR20240025438 A KR 20240025438A KR 1020220145444 A KR1020220145444 A KR 1020220145444A KR 20220145444 A KR20220145444 A KR 20220145444A KR 20240025438 A KR20240025438 A KR 20240025438A
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최신열
김경민
나호용
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 기재는 이미지 센서에 관한 것이다. 본 기재의 이미지 센서는, 복수의 픽셀들을 포함하고, 복수의 픽셀들의 각각은 포토다이오드, 포토다이오드 및 플로팅 디퓨전 노드 사이의 전송 게이트 트랜지스터, 그리고 플로팅 디퓨전 노드와 제1 전압이 공급되는 제1 전압 노드 사이의 제1 트랜지스터를 포함하는 픽셀 어레이, 행 라인들을 통해 복수의 픽셀들의 행들에 연결되고, 선택된 행의 픽셀들의 독출 시에, 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압을 인가함으로써 제1 트랜지스터를 턴-온 하여 플로팅 디퓨전 노드를 리셋하고 그리고 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하여 포토다이오드에 집적된 전자들을 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하도록 구성되는 행 드라이버, 그리고 열 라인들을 통해 복수의 픽셀들의 열들에 연결되고, 선택된 행의 픽셀들로부터 픽셀 값들을 검출하도록 구성되는 아날로그-디지털 변환 회로를 포함하고, 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 행 드라이버는 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하는 동안 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압보다 낮은 클램프 전압을 인가하도록 구성된다.This description relates to image sensors. The image sensor of the present disclosure includes a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels includes a photodiode, a transfer gate transistor between the photodiode and the floating diffusion node, and a first voltage node to which the floating diffusion node and the first voltage are supplied. A pixel array including a first transistor therebetween, connected to rows of a plurality of pixels through row lines, and when reading pixels of a selected row, for each of the pixels of the selected row, a second transistor is connected to the gate of the first transistor. a row driver configured to turn on the first transistor by applying a voltage to reset the floating diffusion node, and turn on the transfer gate transistor to dump electrons integrated in the photodiode into the floating diffusion node, and through column lines an analog-to-digital conversion circuit coupled to the plurality of columns of pixels and configured to detect pixel values from pixels in a selected row, wherein, for each of the pixels in the selected row, the row driver turns on a transfer gate transistor. It is configured to apply a clamp voltage lower than the second voltage to the gate of the first transistor.

Description

이미지 센서, 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 이미지 센서의 동작 방법{IMAGE SENSOR, CAMERA MODULE INCLUDING IMAGE SENSOR, AND OPERATING METHOD OF IMAGE SENSOR}Image sensor, camera module including the image sensor, and operating method of the image sensor {IMAGE SENSOR, CAMERA MODULE INCLUDING IMAGE SENSOR, AND OPERATING METHOD OF IMAGE SENSOR}

본 기재는 전자 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 이미지 데이터에서 밴드 노이즈가 발생하는 것을 방지하는 이미지 센서, 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 이미지 센서의 동작 방법에 관한 것이다.This disclosure relates to electronic devices, and more specifically, to an image sensor that prevents band noise from occurring in image data, a camera module including an image sensor, and a method of operating the image sensor.

이미지 센서는 다양한 유형의 전자 장치들에 탑재되고 있다. 예로서, 이미지 센서를 포함하는 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 웨어러블(Wearable) 장치 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치들의 구성 요소로 포함될 수 있다.Image sensors are installed in various types of electronic devices. As an example, an electronic device including an image sensor may be included as a component of various types of electronic devices such as smart phones, tablet personal computers, laptop personal computers, wearable devices, etc. You can.

이미지 센서는 외부 객체로부터 반사된 광을 전기적 신호로 변환함으로써, 외부 객체에 대한 이미지 정보를 획득한다. 이미지 센서를 포함하는 전자 장치는 획득된 이미지 정보를 이용하여 디스플레이 패널에 이미지를 표시할 수 있다.An image sensor acquires image information about an external object by converting light reflected from the external object into an electrical signal. An electronic device including an image sensor can display an image on a display panel using acquired image information.

이미지 센서는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들의 각각은 광에 응답하여 전자를 생성하는 광 감지 소자를 포함할 수 있다. 광 감지 소자는, 예를 들어 포토다이오드를 포함할 수 있다. 포토다이오드는 입사광의 세기에 비례하는 양의 전자를 생성할 수 있다. 이미지 센서는 포토다이오드에 의해 생성된 전자의 양을 측정함으로써, 입사광의 세기를 측정할 수 있다.An image sensor may include a plurality of pixels. Each of the plurality of pixels may include a light sensing element that generates electrons in response to light. The light sensing element may include, for example, a photodiode. A photodiode can generate an amount of electrons proportional to the intensity of incident light. An image sensor can measure the intensity of incident light by measuring the amount of electrons generated by a photodiode.

본 기재의 목적은 이미지 센서의 동작 상태를 교란하는 강한 입사광에 의해 밴드 노이즈가 발생하는 것을 방지하는 이미지 센서, 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 이미지 센서의 동작 방법을 제공하는 데에 있다.The purpose of the present disclosure is to provide an image sensor that prevents band noise from occurring due to strong incident light that disturbs the operating state of the image sensor, a camera module including the image sensor, and a method of operating the image sensor.

본 기재의 실시 예에 따른 이미지 센서는, 복수의 픽셀들을 포함하고, 복수의 픽셀들의 각각은 포토다이오드, 포토다이오드 및 플로팅 디퓨전 노드 사이의 전송 게이트 트랜지스터, 그리고 플로팅 디퓨전 노드와 제1 전압이 공급되는 제1 전압 노드 사이의 제1 트랜지스터를 포함하는 픽셀 어레이, 행 라인들을 통해 복수의 픽셀들의 행들에 연결되고, 선택된 행의 픽셀들의 독출 시에, 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압을 인가함으로써 제1 트랜지스터를 턴-온 하여 플로팅 디퓨전 노드를 리셋하고 그리고 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하여 포토다이오드에 집적된 전자들을 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하도록 구성되는 행 드라이버, 그리고 열 라인들을 통해 복수의 픽셀들의 열들에 연결되고, 선택된 행의 픽셀들로부터 픽셀 값들을 검출하도록 구성되는 아날로그-디지털 변환 회로를 포함하고, 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 행 드라이버는 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하는 동안 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압보다 낮은 클램프 전압을 인가하도록 구성된다.An image sensor according to an embodiment of the present disclosure includes a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels includes a photodiode, a transfer gate transistor between the photodiode and the floating diffusion node, and a first voltage supplied to the floating diffusion node. A pixel array including a first transistor between first voltage nodes, connected to a plurality of rows of pixels through row lines, and when reading the pixels of the selected row, for each of the pixels of the selected row, the first transistor A row driver configured to turn on the first transistor by applying a second voltage to the gate to reset the floating diffusion node and turn on the transfer gate transistor to dump electrons integrated in the photodiode into the floating diffusion node, and an analog-to-digital conversion circuit coupled to a plurality of columns of pixels via column lines, and configured to detect pixel values from pixels in a selected row, wherein, for each of the pixels in the selected row, the row driver includes a transfer gate transistor. It is configured to apply a clamp voltage lower than the second voltage to the gate of the first transistor while turning it on.

본 기재의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 이미지 데이터를 생성하도록 구성되는 이미지 센서, 그리고 이미지 센서로부터의 이미지 데이터를 교정하여 교정된 이미지 데이터를 생성하도록 구성되는 로직 회로를 포함하고, 이미지 센서는 복수의 픽셀들을 포함하고, 복수의 픽셀들의 각각은 포토다이오드, 포토다이오드 및 플로팅 디퓨전 노드 사이의 전송 게이트 트랜지스터, 그리고 플로팅 디퓨전 노드와 제1 전압이 공급되는 제1 전압 노드 사이의 제1 트랜지스터를 포함하는 픽셀 어레이, 행 라인들을 통해 복수의 픽셀들의 행들에 연결되고, 선택된 행의 픽셀들의 독출 시에, 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압을 인가함으로써 제1 트랜지스터를 턴-온 하여 플로팅 디퓨전 노드를 리셋하고 그리고 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하여 포토다이오드에 집적된 전자들을 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하도록 구성되는 행 드라이버, 그리고 열 라인들을 통해 복수의 픽셀들의 열들에 연결되고, 선택된 행의 픽셀들로부터 픽셀 값들을 검출하도록 구성되는 아날로그-디지털 변환 회로를 포함하고, 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 전송 게이트 트랜지스터가 턴-온 되는 동안 제1 트랜지스터는 콰지-온 된다.A camera module according to an embodiment of the present disclosure includes an image sensor configured to generate image data, and a logic circuit configured to correct image data from the image sensor to generate corrected image data, and the image sensor includes a plurality of A pixel including pixels, each of the plurality of pixels including a photodiode, a transfer gate transistor between the photodiode and a floating diffusion node, and a first transistor between the floating diffusion node and a first voltage node to which a first voltage is supplied. An array, connected to a plurality of rows of pixels through row lines, and turns the first transistor by applying a second voltage to the gate of the first transistor for each of the pixels in the selected row when reading the pixels of the selected row. -A row driver configured to turn on to reset the floating diffusion node and turn on the transfer gate transistor to dump electrons integrated in the photodiode to the floating diffusion node, and connected to columns of a plurality of pixels through column lines, and an analog-to-digital conversion circuit configured to detect pixel values from pixels in a selected row, wherein, for each of the pixels in the selected row, the first transistor is turned on while the transfer gate transistor is turned on.

복수의 픽셀들을 포함하고, 복수의 픽셀들의 각각은 포토다이오드, 포토다이오드 및 플로팅 디퓨전 노드 사이의 전송 게이트 트랜지스터, 그리고 플로팅 디퓨전 노드와 제1 전압이 공급되는 제1 전압 노드 사이의 제1 트랜지스터를 포함하는 본 기재의 실시 예에 따른 이미지 센서의 동작 방법은, 복수의 픽셀들 중 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압을 인가함으로써 제1 트랜지스터를 턴-온 하여 플로팅 디퓨전 노드를 리셋하는 단계, 그리고 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하여 포토다이오드에 집적된 전자들을 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하고, 그리고 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하는 동안 제1 트랜지스터의 게이트에 제1 전압 및 제2 전압보다 낮고 그리고 접지 전압보다 높은 클램프 전압을 인가하는 단계를 포함한다.Includes a plurality of pixels, each of the plurality of pixels includes a photodiode, a transfer gate transistor between the photodiode and the floating diffusion node, and a first transistor between the floating diffusion node and a first voltage node to which the first voltage is supplied. A method of operating an image sensor according to an embodiment of the present disclosure includes turning on the first transistor by applying a second voltage to the gate of the first transistor for each pixel in a selected row among a plurality of pixels, thereby floating the first transistor. Resetting the diffusion node, turning on the transfer gate transistor to dump the electrons integrated in the photodiode into the floating diffusion node, and turning on the transfer gate transistor, applying a first voltage and a first voltage to the gate of the first transistor. and applying a clamp voltage that is lower than the second voltage and higher than the ground voltage.

본 기재에 따르면, 픽셀들의 각각의 플로팅 디퓨전 노드에 연결된 적어도 하나의 트랜지스터는 클램프 전압에 의해 바이어스된다. 적어도 하나의 트랜지스터의 클램프 전압의 바이어스를 초과하는 양의 전자가 플로팅 디퓨전 노드에 덤핑되면, 전자는 적어도 하나의 트랜지스터를 통해 유출된다. 따라서, 강한 입사광에 의해 밴드 노이즈가 발생하는 것을 방지하는 이미지 센서, 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 이미지 센서의 동작 방법이 제공된다.According to the present disclosure, at least one transistor connected to each floating diffusion node of the pixels is biased by a clamp voltage. When a positive amount of electrons exceeding the bias of the clamp voltage of at least one transistor are dumped into the floating diffusion node, the electrons flow out through the at least one transistor. Accordingly, an image sensor that prevents band noise from occurring due to strong incident light, a camera module including the image sensor, and a method of operating the image sensor are provided.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 보여준다.
도 2는 본 기재의 실시 예에 따른 픽셀 및 대응하는 전류 소스 및 아날로그-디지털 변환기를 보여준다.
도 3은 본 기재의 실시 예에 따른 이미지 센서의 동작 방법을 보여준다.
도 4는 클램프 전압이 픽셀에 인가된 예를 보여준다.
도 5는 행 드라이버가 픽셀에 인가하는 신호들의 예를 보여준다.
도 6은 픽셀 내부의 일부 트랜지스터들의 도 5의 제5 구간의 전위 장벽의 예를 보여준다.
도 7은 행 드라이버가 픽셀에 인가하는 신호들의 다른 예를 보여준다.
도 8은 픽셀 내부의 일부 트랜지스터들의 도 7의 제7 구간의 전위 장벽의 예를 보여준다.
도 9는 행 드라이버가 픽셀에 인가하는 신호들의 또 다른 예를 보여준다.
도 10은 픽셀 내부의 일부 트랜지스터들의 도 5의 제9 구간의 전위 장벽의 예를 보여준다.
도 11은 행 드라이버가 픽셀에 인가하는 신호들의 또 다른 예를 보여준다.
도 12는 리셋 게이트 라인 또는 동적 변환 이득 게이트 라인에 전압을 공급하는 행 드라이버의 일부 구성 요소의 예를 보여준다.
도 13은 본 기재의 다른 실시 예에 따른 픽셀을 보여준다.
도 14는 본 기재의 또 다른 실시 예에 따른 픽셀을 보여준다.
도 15는 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록도이다.
도 16은 도 15의 카메라 모듈의 상세 블록도이다.
도 17은 본 기재의 실시 예에 따른 이미지 센서 또는 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
Figure 1 shows an image sensor according to an embodiment of the present invention.
2 shows a pixel and a corresponding current source and analog-to-digital converter according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3 shows a method of operating an image sensor according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 4 shows an example in which a clamp voltage is applied to a pixel.
Figure 5 shows an example of signals applied to a pixel by a row driver.
FIG. 6 shows an example of the potential barrier of the fifth section of FIG. 5 of some transistors inside a pixel.
Figure 7 shows another example of signals applied to a pixel by a row driver.
FIG. 8 shows an example of a potential barrier in the seventh section of FIG. 7 of some transistors inside a pixel.
Figure 9 shows another example of signals that a row driver applies to a pixel.
FIG. 10 shows an example of a potential barrier in the ninth section of FIG. 5 of some transistors inside a pixel.
Figure 11 shows another example of signals that a row driver applies to a pixel.
Figure 12 shows an example of some components of a row driver that supply voltage to the reset gate line or the dynamic conversion gain gate line.
13 shows a pixel according to another embodiment of the present disclosure.
14 shows a pixel according to another embodiment of the present disclosure.
15 is a block diagram of an electronic device including a multi-camera module.
FIG. 16 is a detailed block diagram of the camera module of FIG. 15.
FIG. 17 is a block diagram illustrating an electronic device including an image sensor or camera module according to an embodiment of the present disclosure.

이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다. 아래에서, '그리고/또는'의 용어는 해당 용어와 연관되어 나열된 항목들의 어느 하나, 그리고 연관되어 나열된 항목들 중 일부 또는 전부의 조합을 포함하는 것으로 해석된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described clearly and in detail so that a person skilled in the art can easily practice the present invention. Below, the term 'and/or' is interpreted to include any one of the items listed in connection with the term, and a combination of some or all of the items listed in connection with the term.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서(100)를 보여준다. 도 1을 참조하면, 이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(110), 행 드라이버(120), 램프 신호 생성기(130)(RSG), 아날로그-디지털 변환 회로(140), 메모리 회로(150), 그리고 타이밍 생성기(160)(TG)를 포함할 수 있다.Figure 1 shows an image sensor 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the image sensor 100 includes a pixel array 110, a row driver 120, a ramp signal generator 130 (RSG), an analog-to-digital conversion circuit 140, a memory circuit 150, and It may include a timing generator 160 (TG).

픽셀 어레이(110)는 행과 열을 따라 매트릭스 형태로 배치된 복수의 픽셀들(PX)을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들(PX)의 각각은 광 검출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 검출기들은 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 포토 게이트, 또는 핀드 포토 다이오드(pinned photodiode) 등을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들(PX)의 각각은 광 검출기를 이용하여 광을 감지하고, 감지된 광의 양을 전기 신호, 예를 들어, 전압 또는 전류로 변환할 수 있다. The pixel array 110 may include a plurality of pixels (PX) arranged in a matrix form along rows and columns. Each of the plurality of pixels PX may include photo detectors. For example, photo detectors may include photo diodes, photo transistors, photo gates, pinned photo diodes, etc. Each of the plurality of pixels PX may detect light using a photo detector and convert the amount of detected light into an electrical signal, for example, voltage or current.

픽셀 어레이(110) 상에 컬러 필터 어레이(CFA)(Color Filter Array) 및 렌즈가 적층될 수 있다. 컬러 필터 어레이는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 필터들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들(PX)에 둘 이상의 서로 다른 컬러 필터들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀들(PX)에 적어도 하나의 청색 컬러 필터, 적어도 하나의 적색 컬러 필터, 그리고 적어도 두 개의 녹색 컬러 필터들이 배치될 수 있다. A color filter array (CFA) and a lens may be stacked on the pixel array 110. The color filter array may include red (R), green (G), and blue (B) filters. Two or more different color filters may be disposed in the plurality of pixels PX. For example, at least one blue color filter, at least one red color filter, and at least two green color filters may be disposed in the plurality of pixels PX.

행 드라이버(120)는 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm)(m은 양의 정수)을 통해 픽셀 어레이(110)의 픽셀들(PX)의 행들에 각각 연결될 수 있다. 행 드라이버(120)는 타이밍 생성기(160)에 의해 생성된 어드레스 및/또는 제어 신호를 디코딩하여, 픽셀 어레이(110)의 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm)을 순차적으로 선택하고, 그리고 선택된 행 라인을 특정한 전압으로 구동할 수 있다. 예를 들어, 행 드라이버(120)는 선택된 행 라인을 광의 감지를 위해 적합한 전압으로 구동할 수 있다.The row driver 120 may be connected to each row of pixels PX of the pixel array 110 through the first to mth row lines RL1 to RLm (m is a positive integer). The row driver 120 decodes the address and/or control signal generated by the timing generator 160 to sequentially select the first to mth row lines RL1 to RLm of the pixel array 110, And the selected row line can be driven with a specific voltage. For example, the row driver 120 may drive the selected row line to a voltage suitable for detecting light.

픽셀들(PX)의 행들에 연결되는 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm)의 각각은 둘 이상의 라인들을 포함할 수 있다. 둘 이상의 라인들은, 예를 들어 픽셀의 광 검출기들을 선택(또는 활성화)하기 위한 신호, 플로팅 확산 노드를 리셋하기 위한 신호, 열 라인을 선택하기 위한 신호, 변환 이득(CG)(Conversion Gain)을 조절하기 위한 신호 등을 포함하는 다양한 신호들을 각각 전달할 수 있다.Each of the first to mth row lines RL1 to RLm connected to rows of pixels PX may include two or more lines. Two or more lines, for example, a signal to select (or activate) a pixel's photo detectors, a signal to reset a floating diffusion node, a signal to select a column line, and a signal to control the conversion gain (CG). Various signals, including signals for

램프 신호 생성기(130)는 램프 신호(RS)를 생성할 수 있다. 램프 신호 생성기(130)는 타이밍 생성기(160)의 제어 하에 동작할 수 있다. 예를 들어, 램프 신호 생성기(130)는 램프 인에이블 신호, 모드 신호 등과 같은 제어 신호 하에 동작할 수 있다. 램프 인에이블 신호가 활성화되는 것에 응답하여, 램프 신호 생성기(130)는 모드 신호에 기초하여 설정되는 기울기를 가지는 램프 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 램프 신호 생성기(130)는 시간이 흐름에 따라 초기 레벨로부터 지속적으로 감소 또는 증가하는 램프 신호(RS)를 생성할 수 있다.The ramp signal generator 130 may generate a ramp signal RS. The ramp signal generator 130 may operate under the control of the timing generator 160. For example, the ramp signal generator 130 may operate under a control signal such as a ramp enable signal or mode signal. In response to the ramp enable signal being activated, the ramp signal generator 130 may generate a ramp signal with a slope set based on the mode signal. For example, the ramp signal generator 130 may generate a ramp signal RS that continuously decreases or increases from the initial level over time.

아날로그-디지털 변환 회로(140)는 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)(n은 양의 정수)을 통해 픽셀 어레이(110)의 픽셀들(PX)의 열들에 각각 연결될 수 있다. 아날로그-디지털 변환 회로(140)는 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)에 각각 연결되는 제1 내지 제n 전류 소스들(CS1~CSn) 및 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제n 전류 소스들(CS1~CSn)은 접지 전압(VSS)이 인가되는 접지 노드와 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)의 사이에 각각 연결될 수 있다. 제1 내지 제n 전류 소스들(CS1~CSn)은 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)을 통해 각각 정전류들을 흘리도록 설계될 수 있다. 제1 내지 제n 전류 소스들(CS1~CSn)이 정전류들을 흘리는 동안, 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm) 중 선택된 행 라인의 픽셀들(PX)은 입사광의 세기에 대응하는 픽셀 전압들을 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)에 출력할 수 있다.The analog-to-digital conversion circuit 140 may be respectively connected to columns of pixels PX of the pixel array 110 through first to nth column lines CL1 to CLn (n is a positive integer). The analog-to-digital conversion circuit 140 includes first to nth current sources (CS1 to CSn) and first to nth analog-to-digital converters respectively connected to the first to nth column lines (CL1 to CLn). It may include (AD1~ADn). The first to nth current sources CS1 to CSn may be respectively connected between a ground node to which the ground voltage VSS is applied and the first to nth column lines CL1 to CLn. The first to nth current sources CS1 to CSn may be designed to flow constant currents through the first to nth column lines CL1 to CLn, respectively. While the first to nth current sources CS1 to CSn flow constant currents, the pixels PX of a selected row line among the first to mth row lines RL1 to RLm are pixels corresponding to the intensity of incident light. Voltages may be output to the first to nth column lines CL1 to CLn.

제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)은 램프 신호 생성기(130)로부터 램프 신호(RS)를 공통으로 수신할 수 있다. 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)은 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)의 전압들을 램프 신호(RS)와 비교할 수 있다. 램프 신호는 일정한 비율로 감소하는(또는 증가하는) 신호이다. 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)은 램프 신호(RS)가 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)의 전압들보다 작아질 때(또는 커질 때)까지의 카운트 값을 래치하고, 그리고 래치된 카운트 값을 디지털 값으로 변환하여 출력할 수 있다.The first to nth analog-to-digital converters AD1 to ADn may commonly receive the ramp signal RS from the ramp signal generator 130. The first to nth analog-to-digital converters AD1 to ADn may compare the voltages of the first to nth column lines CL1 to CLn with the ramp signal RS. A ramp signal is a signal that decreases (or increases) at a constant rate. The first to nth analog-to-digital converters (AD1 to ADn) count until the ramp signal RS becomes smaller (or larger) than the voltages of the first to nth column lines (CL1 to CLn). The value can be latched, and the latched count value can be converted to a digital value and output.

즉, 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)은 픽셀들(PX)로부터 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)로 출력된 전압들(또는 전류들)의 크기(또는 양)에 대응하는 디지털 값들을 출력할 수 있다. 예시적으로, 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)은 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn)의 초기 전압들의 디지털 값들, 그리고 입사광의 세기에 대응하는 픽셀 전압들의 디지털 값들을 출력할 수 있다.That is, the first to nth analog-to-digital converters AD1 to ADn are the magnitudes of voltages (or currents) output from the pixels PX to the first to nth column lines CL1 to CLn ( or quantity) can be output. Exemplarily, the first to nth analog-to-digital converters AD1 to ADn convert the digital values of the initial voltages of the first to nth column lines CL1 to CLn and the pixel voltages corresponding to the intensity of incident light. Digital values can be output.

메모리 회로(150)는 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)에 각각 대응하는 제1 내지 제n 메모리들(M1~Mn)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제n 메모리들(M1~Mn)은 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)로부터 수신된 디지털 값들(또는 디지털 신호들)을 저장하고, 그리고 저장된 값들(또는 신호들)을 디지털 신호(DS)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제n 메모리들(M1~Mn)은 초기 전압들이 디지털 값들 및 픽셀 전압들의 디지털 값들의 차이를 디지털 신호(DS)로 출력할 수 있다.The memory circuit 150 may include first to nth memories M1 to Mn respectively corresponding to the first to nth analog-to-digital converters AD1 to ADn. The first to nth memories (M1 to Mn) store digital values (or digital signals) received from the first to nth analog-to-digital converters (AD1 to ADn), and the stored values (or signals) ) can be output as a digital signal (DS). For example, the first to nth memories M1 to Mn may output the difference between the digital values of the initial voltages and the digital values of the pixel voltages as a digital signal DS.

타이밍 생성기(160)(TG)는 이미지 센서(100)가 동작하는 타이밍들을 제어할 수 있다. 타이밍 생성기(160)는 행 드라이버(120)가 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm)을 순차적으로 선택하는 타이밍들을 제어하고, 그리고 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm) 중 선택된 행 라인에 포함된 둘 이상의 라인들을 통해 신호들이 전달되는 타이밍들을 제어할 수 있다.The timing generator 160 (TG) may control timings at which the image sensor 100 operates. The timing generator 160 controls the timings at which the row driver 120 sequentially selects the first to mth row lines RL1 to RLm, and among the first to mth row lines RL1 to RLm. The timings at which signals are transmitted through two or more lines included in the selected row line can be controlled.

타이밍 생성기(160)는 램프 신호 생성기(130)가 램프 신호(RS)를 생성하고, 그리고 램프 신호를 초기화하는 타이밍들을 제어할 수 있다. 타이밍 생성기(160)는 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)이 카운트 및 비교를 시작하는 타이밍들 및 제1 내지 제n 아날로그-디지털 변환기들(AD1~ADn)을 초기화하는 타이밍들을 제어할 수 있다.The timing generator 160 may control the timings at which the ramp signal generator 130 generates the ramp signal RS and initializes the ramp signal. The timing generator 160 generates timings at which the first to nth analog-to-digital converters (AD1 to ADn) start counting and comparing and timings to initialize the first to nth analog-to-digital converters (AD1 to ADn). You can control them.

도 2는 본 기재의 실시 예에 따른 픽셀(PX) 및 대응하는 전류 소스(CS) 및 아날로그-디지털 변환기(AD)를 보여준다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 픽셀(PX)은 제1 포토다이오드(PD1), 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1), 제2 포토다이오드(PD2), 제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2), 소스 팔로워 트랜지스터(SF), 선택 게이트 트랜지스터(SG), 동적 변환 이득(Dynamic Conversion Gain) 트랜지스터(DCG), 제1 스위치 트랜지스터(S1), 제2 스위치 트랜지스터(SW2), 리셋 게이트 트랜지스터(RG), 그리고 커패시터(C)를 포함할 수 있다.2 shows a pixel (PX) and a corresponding current source (CS) and analog-to-digital converter (AD) according to an embodiment of the present disclosure. 1 and 2, the pixel PX includes a first photodiode PD1, a first transfer gate transistor TG1, a second photodiode PD2, a second transfer gate transistor TG2, and a source follower. Transistor (SF), selection gate transistor (SG), dynamic conversion gain transistor (DCG), first switch transistor (S1), second switch transistor (SW2), reset gate transistor (RG), and capacitor. (C) may be included.

제1 포토다이오드(PD1)는 접지 전압(GND)이 인가되는 접지 노드와 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)의 사이에 연결될 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 연결되는 게이트, 제1 포토다이오드(PD1)에 연결되는 제1 노드, 그리고 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The first photodiode PD1 may be connected between a ground node to which the ground voltage GND is applied and the first transfer gate transistor TG1. The first transmission gate transistor TG1 has a gate connected to the first transmission gate line TGL1, a first node connected to the first photodiode PD1, and a second node connected to the first floating diffusion node FD1. Can contain nodes.

제2 포토다이오드(PD2)는 접지 전압(GND)이 인가되는 접지 노드와 제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2)의 사이에 연결될 수 있다. 제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2)는 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 연결되는 게이트, 제2 포토다이오드(PD2)에 연결되는 제1 노드, 그리고 제2 플로팅 디퓨전 노드(FD2)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The second photodiode PD2 may be connected between a ground node to which the ground voltage GND is applied and the second transfer gate transistor TG2. The second transfer gate transistor TG2 has a gate connected to the second transfer gate line TGL2, a first node connected to the second photodiode PD2, and a second node connected to the second floating diffusion node FD2. Can contain nodes.

소스 팔로워 트랜지스터(SF)는 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)에 연결되는 게이트, 제1 전압(V1)이 인가되는 제1 전압 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 선택 게이트 트랜지스터(SG)의 제1 노드에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The source follower transistor SF has a gate connected to the first floating diffusion node FD1, a first node connected to the first voltage node to which the first voltage V1 is applied, and the first node of the selection gate transistor SG. It may include a second node connected to the node.

선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm) 중 대응하는 행 라인에 연결되는 게이트, 소스 팔로워 트랜지스터(SF)의 제2 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn) 중 대응하는 열 라인에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The selection gate transistor SG includes a gate connected to a corresponding row line among the first to mth row lines RL1 to RLm, a first node connected to the second node of the source follower transistor SF, and a first node connected to the second node of the source follower transistor SF. It may include a second node connected to a corresponding column line among the to nth column lines CL1 to CLn.

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 연결되는 게이트, 제1 스위치 트랜지스터(SW1)의 제2 노드 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 제2 노드가 연결되는 제1 노드(N1)에 연결되는 제1 노드, 그리고 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The dynamic conversion gain transistor (DCG) has a gate connected to the dynamic conversion gain line (DCGL), a first node (N1) to which the second node of the first switch transistor (SW1) and the second node of the reset gate transistor (RG) are connected. ) and a second node connected to the first floating diffusion node (FD1).

리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 리셋 게이트 라인(RGL)에 연결되는 게이트, 제1 전압(V1)이 인가되는 제1 전압 노드 및 제2 스위치 트랜지스터(SW2)의 제2 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 제1 스위치 트랜지스터(SW1)의 제2 노드 및 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)의 제1 노드가 연결되는 제1 노드(N1)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The reset gate transistor (RG) has a gate connected to the reset gate line (RGL), a first voltage node to which the first voltage (V1) is applied, and a first node connected to the second node of the second switch transistor (SW2), And it may include a second node connected to the first node N1 to which the second node of the first switch transistor SW1 and the first node of the dynamic conversion gain transistor DCG are connected.

제1 스위치 트랜지스터(SW1)는 제1 스위치 라인(SWL1)에 연결되는 게이트, 제2 플로팅 디퓨전 노드(FD2)에 연결되는 제1 노드, 그리고 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 제2 노드 및 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)의 제1 노드가 연결되는 제1 노드(N1)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The first switch transistor (SW1) has a gate connected to the first switch line (SWL1), a first node connected to the second floating diffusion node (FD2), a second node of the reset gate transistor (RG), and a dynamic conversion gain. It may include a second node connected to the first node N1 to which the first node of the transistor DCG is connected.

커패시터(C)는 전압(VMIM)이 인가되는 전압 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 제2 플로팅 디퓨전 노드(FD2)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전압(V1)은 정전압일 수 있다. 전압(VMIM)은 제1 전압(V1)과 동일한 하이 레벨 및 제1 전압(V1)보다 낮고 접지 전압(GND)보다 낮은 로우 레벨의 사이를 천이하는 전압일 수 있다.The capacitor C may include a first node connected to a voltage node to which the voltage VMIM is applied, and a second node connected to the second floating diffusion node FD2. For example, the first voltage V1 may be a constant voltage. The voltage VMIM may be a voltage that transitions between a high level equal to the first voltage V1 and a low level lower than the first voltage V1 and lower than the ground voltage GND.

제2 스위치 트랜지스터(SW2)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 연결되는 게이트, 커패시터(C)의 제1 노드 및 전압(VMIM)이 인가되는 전압 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 제1 전압 노드 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 제1 노드에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The second switch transistor SW2 has a gate connected to the second switch line SWL2, a first node connected to the first node of the capacitor C and a voltage node to which the voltage VMIM is applied, and a first voltage node. And it may include a second node connected to the first node of the reset gate transistor (RG).

예시적으로, 제1 포토다이오드(PD1)의 크기는 제2 포토다이오드(PD2)의 크기보다 클 수 있다. 따라서, 동일한 입사광에 응답하여 제1 포토다이오드(PD1)가 생성하는 전자의 양은 제2 포토다이오드(PD2)가 생성하는 전자의 양보다 많을 수 있다.Exemplarily, the size of the first photodiode PD1 may be larger than the size of the second photodiode PD2. Accordingly, the amount of electrons generated by the first photodiode PD1 in response to the same incident light may be greater than the amount of electrons generated by the second photodiode PD2.

전류 소스(CS)는 접지 전압(GND)이 인가되는 접지 노드와 열 라인(CL)의 사이에 연결될 수 있다. 전류 소스(CS)는 전류 싱크로 동작하는 전류 미러로 구현될 수 있다. 전류 소스(CS)는 접지 노드와 열 라인(CL)의 사이에 제공되는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 열 라인(CL)을 통해 정전류를 훌리기 위해, 적어도 하나의 트랜지스터는 포화 상태에서 동작하도록 설계될 수 있다.The current source CS may be connected between the ground node to which the ground voltage GND is applied and the heat line CL. The current source (CS) can be implemented as a current mirror that operates as a current sink. The current source CS may include at least one transistor provided between the ground node and the heat line CL. In order to draw a constant current through the thermal line CL, at least one transistor may be designed to operate in a saturated state.

아날로그-디지털 변환기(AD)는 비교기(CP) 및 카운터(CNT)를 포함할 수 있다. 비교기(CP)는 램프 신호(RAMP)와 열 라인(CL)의 전압, 예를 들어 초기 전압 또는 픽셀 전압을 비교할 수 있다. 카운터(CNT)는 정해진 타이밍부터 비교기(CP)의 출력이 변할 때까지, 예를 들어 램프 신호(RAMP)가 열 라인(CL)의 전압보다 커지거나 작아질 때까지 카운트를 수행할 수 있다. 열 라인(CL)의 초기 전압으로부터 획득되는 카운트 값은 초기 값일 수 있다. 열 라인(CL)의 픽셀 전압으로부터 획득되는 카운트 값과 초기 값의 차이는 픽셀 값일 수 있다. 예를 들어, 픽셀 값은 초기 값으로부터 픽셀 전압의 카운트 값을 감한 값일 수 있다.The analog-to-digital converter (AD) may include a comparator (CP) and a counter (CNT). The comparator CP may compare the ramp signal RAMP with the voltage of the column line CL, for example, the initial voltage or the pixel voltage. The counter CNT may perform counting from a predetermined timing until the output of the comparator CP changes, for example, until the ramp signal RAMP becomes greater or less than the voltage of the column line CL. The count value obtained from the initial voltage of the column line CL may be an initial value. The difference between the count value obtained from the pixel voltage of the column line CL and the initial value may be the pixel value. For example, the pixel value may be a value obtained by subtracting the count value of the pixel voltage from the initial value.

픽셀(PX)이 입사광의 세기를 픽셀 전압으로 변환하는 과정에서, 우선 리셋 게이트 트랜지스터(RG) 및 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)가 턴-온 되고, 그리고 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)는 제1 전압(V1)으로 초기화될 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제1 포토다이오드(PD1)에 의해 생성된 전자들을 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑할 수 있다. 덤핑되는 전자에 의해, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압은 제1 전압(V1)으로부터 감소할 수 있다. 소스 팔로워 트랜지스터(SF)는 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화에 대응하는 픽셀 전압을 선택 게이트 트랜지스터(SG)를 통해 열 라인(CL)으로 출력할 수 있다.In the process where the pixel (PX) converts the intensity of incident light into a pixel voltage, first, the reset gate transistor (RG) and the dynamic conversion gain transistor (DCG) are turned on, and the first floating diffusion node (FD1) is the first It can be initialized with voltage (V1). The first transfer gate transistor TG1 may dump electrons generated by the first photodiode PD1 into the first floating diffusion node FD1. Due to the dumped electrons, the voltage of the first floating diffusion node FD1 may decrease from the first voltage V1. The source follower transistor SF may output a pixel voltage corresponding to a change in the voltage of the first floating diffusion node FD1 to the column line CL through the select gate transistor SG.

픽셀(PX)에 입사되는 광의 세기가 증가할수록, 제1 포토다이오드(PD1)가 생성하는 전자의 양이 증가할 수 있다. 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑되는 전자의 양이 증가할수록, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화(즉, 감소) 폭이 증가할 수 있다.As the intensity of light incident on the pixel PX increases, the amount of electrons generated by the first photodiode PD1 may increase. As the amount of electrons dumped into the first floating diffusion node FD1 increases, the amount of change (i.e., decrease) in the voltage of the first floating diffusion node FD1 may increase.

일부 사례들에서, 제1 포토다이오드(PD1)에 의해 생성되는 전자의 양이 증가하면, 열 라인(CL)에 연결된 전류 소스(CS)의 트랜지스터가 포화 상태로부터 트라이오드 상태로 진입할 정도로, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화 폭이 증가할 수 있다. 예를 들어, 픽셀에 태양광 또는 조명광과 같은 강한 광이 입사되면, 전류 소스(CS)의 트랜지스터가 포화 상태로부터 트라이오드 상태로 진입할 수 있다.In some cases, when the amount of electrons generated by the first photodiode PD1 increases, the transistor of the current source CS connected to the column line CL enters the triode state from the saturation state. 1 The range of change in voltage of the floating diffusion node (FD1) may increase. For example, when strong light such as sunlight or illumination light is incident on the pixel, the transistor of the current source CS may enter the triode state from the saturation state.

전류 소스(CS)의 트랜지스터가 포화 상태로부터 트라이오드 상태로 진입하면, 전류 소스(CS)에 의해 싱크되는 전류의 양이 감소하므로, 제1 전압(V1)이 일시적으로 상승할 수 있다. 제1 전압(V1)이 일시적으로 상승하면, 행 라인(RL)을 공유하는 픽셀들(PX)의 소스 팔로워 트랜지스터(SF)의 출력전압이 증가하게 되어 픽셀들(PX)의 픽셀 전압들이 증가하고 픽셀 전압들에 대응하는 픽셀 값들이 감소하여 밝기가 감소하는 밴드 노이즈(band noise)가 발생할 수 있다.When the transistor of the current source CS enters the triode state from the saturation state, the amount of current sinking by the current source CS decreases, so the first voltage V1 may temporarily increase. When the first voltage V1 temporarily increases, the output voltage of the source follower transistor SF of the pixels PX sharing the row line RL increases, so that the pixel voltages of the pixels PX increase. Band noise, which reduces brightness, may occur as pixel values corresponding to pixel voltages decrease.

본 기재는 제1 포토 다이오드(PD1)에서 전류 소스의 포화 상태를 무너뜨릴 정도의 전자가 생성되어 밴드 노이즈가 발생하는 것을 방지하는 이미지 센서, 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 이미지 센서의 동작 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides an image sensor that prevents band noise from being generated by generating enough electrons to destroy the saturation state of the current source in the first photo diode (PD1), a camera module including the image sensor, and a method of operating the image sensor. We would like to provide.

도 3은 본 기재의 실시 예에 따른 이미지 센서(100)의 동작 방법을 보여준다. 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, S110 단계에서, 행 드라이버(120)는 플로팅 디퓨전 노드를 리셋할 수 있다. 예를 들어, 행 드라이버(120)는 리셋 게이트 라인(RGL)에 턴-온 전압을 인가하여 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 턴-온 하고, 그리고 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 턴-온 전압을 인가하여 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)를 턴-온 할 수 있다. 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)는 리셋 게이트 트랜지스터(RG) 및 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)를 통해 제1 전압(V1)으로 리셋될 수 있다.Figure 3 shows a method of operating the image sensor 100 according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIGS. 1, 2, and 3, in step S110, the row driver 120 may reset the floating diffusion node. For example, the row driver 120 turns on the reset gate transistor (RG) by applying a turn-on voltage to the reset gate line (RGL), and applies a turn-on voltage to the dynamic conversion gain line (DCGL). By applying it, the dynamic conversion gain transistor (DCG) can be turned on. The first floating diffusion node (FD1) may be reset to the first voltage (V1) through the reset gate transistor (RG) and the dynamic conversion gain transistor (DCG).

S120 단계에서, 행 드라이버(120)는 포토 다이오드에서 생성된 전자들을 플로팅 디퓨전 노드로 전달하되, 클램프 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 행 드라이버(120)는 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)를 리셋한 후 노출 시간(픽셀(PX)의 설계에 의해 정해진)이 경과한 후에 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 턴-온 전압을 인가하여 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)를 턴-온 함으로써, 제1 포토다이오드(PD1)에 의해 생성된 전자들을 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 전송(또는 덤핑)할 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)를 턴-온 하는 동안, 행 드라이버(120)는 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)에 연결된 적어도 하나의 트랜지스터, 예를 들어 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG), 또는 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG)에 클램프 전압을 인가할 수 있다.In step S120, the row driver 120 may transfer electrons generated in the photo diode to the floating diffusion node and apply a clamp voltage. For example, the row driver 120 resets the first floating diffusion node FD1 and then turns on the first transmission gate line TGL1 after an exposure time (determined by the design of the pixel PX) has elapsed. By applying an on voltage to turn on the first transfer gate transistor TG1, electrons generated by the first photodiode PD1 can be transmitted (or dumped) to the first floating diffusion node FD1. While turning on the first transmission gate transistor TG1, the row driver 120 operates at least one transistor connected to the first floating diffusion node FD1, for example, a dynamic conversion gain transistor (DCG), or a dynamic conversion gain transistor (DCG). A clamp voltage can be applied to the gain transistor (DCG) and reset gate transistor (RG).

클램프 전압은 접지 전압(GND)보다 높은 양전압일 수 있다. 클램프 전압은 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 문턱 전압보다 낮을 수 있다. 클램프 전압은 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 콰지-온(quasi-on) 할 수 있다. 콰지-온 상태의 트랜지스터의 전위 장벽은 턴-오프 상태의 트랜지스터의 전위 장벽보다 낮을 수 있다.The clamp voltage may be a positive voltage higher than the ground voltage (GND). The clamp voltage may be lower than the threshold voltage of the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG). The clamp voltage can quasi-on the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG). The potential barrier of the transistor in the quasi-on state may be lower than the potential barrier of the transistor in the turn-off state.

도 4는 클램프 전압이 픽셀(PX)에 인가된 예를 보여준다. 도 4를 참조하면, 제1 화살표(A1)로 표시된 바와 같이, 제1 포토다이오드(PD1)에 의해 생성된 전자는 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑될 수 있다.Figure 4 shows an example in which a clamp voltage is applied to the pixel PX. Referring to FIG. 4 , as indicated by the first arrow A1, electrons generated by the first photodiode PD1 may be dumped into the first floating diffusion node FD1.

제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)에 덤핑되는 전자들 중 콰지-온 된 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)의 전위 장벽을 초과하는 전자들은 제2 화살표(A2)로 표시된 바와 같이 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)를 통과할 수 있다. 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)를 통과하여 제1 노드(N1)에 누적된 전자들 중 콰지-온 된 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 전위 장벽을 초과하는 전자들은 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 통과할 수 있다. 따라서, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)에 과도한 전자들이 누적되는 것이 방지되고 열 라인(CL)의 전압이 과도하게 하락하는 것이 방지된다. 따라서, 열 라인(CL)에 연결된 전류 미러의 트랜지스터가 포화 상태로 유지될 수 있다.Among the electrons dumped into the first floating diffusion node (FD1), electrons exceeding the potential barrier of the quasi-on dynamic conversion gain transistor (DCG) are connected to the dynamic conversion gain transistor (DCG) as indicated by the second arrow (A2). can pass. Among the electrons passing through the dynamic conversion gain transistor (DCG) and accumulated in the first node (N1), electrons exceeding the potential barrier of the quasi-on reset gate transistor (RG) may pass through the reset gate transistor (RG). there is. Accordingly, excessive electrons are prevented from accumulating in the first floating diffusion node FD1 and the voltage of the column line CL is prevented from excessively dropping. Accordingly, the transistor of the current mirror connected to the column line CL may be maintained in a saturated state.

도 5는 행 드라이버(120)가 픽셀(PX)에 인가하는 신호들의 예를 보여준다. 도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 제1 구간(I1)은 초기 구간일 수 있다. 제1 구간(I1)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제3 전압(V3)을 인가할 수 있다.Figure 5 shows examples of signals applied by the row driver 120 to the pixel PX. Referring to FIGS. 1, 2, and 5, the first section I1 may be an initial section. In the first section (I1), the row driver 120 applies the ground voltage (GND) to the second switch line (SWL2), applies the second voltage (V2) to the reset gate line (RGL), and performs dynamic conversion. A second voltage (V2) is applied to the gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a third voltage (V3) is applied to the first transmission gate line (TGL1). And, the third voltage (V3) can be applied to the second transmission gate line (TGL2), and the third voltage (V3) can be applied to the row line (RL).

제2 전압(V2)은 제1 전압(V1)보다 높은 양전압일 수 있다. 제3 전압(V3)은 접지 전압(GND)보다 낮은 음전압일 수 있다.The second voltage (V2) may be a positive voltage higher than the first voltage (V1). The third voltage V3 may be a negative voltage lower than the ground voltage (GND).

제2 전압(V2)에 의해 리셋 게이트 트랜지스터(RG) 및 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)가 턴-온 되고, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)는 제1 전압(V1)으로 리셋될 수 있다.The reset gate transistor (RG) and the dynamic conversion gain transistor (DCG) may be turned on by the second voltage (V2), and the first floating diffusion node (FD1) may be reset to the first voltage (V1).

제2 구간(I2)은 제1 포토다이오드(PD1) 셔터 구간, 예를 들어 초기화 구간일 수 있다. 제2 구간(I2)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제4 전압(V4)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제3 전압(V3)을 인가할 수 있다.The second section I2 may be a shutter section of the first photodiode PD1, for example, an initialization section. In the second section I2, the row driver 120 applies the ground voltage (GND) to the second switch line (SWL2), applies the second voltage (V2) to the reset gate line (RGL), and performs dynamic conversion. A second voltage (V2) is applied to the gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a fourth voltage (V4) is applied to the first transmission gate line (TGL1). After that, the third voltage V3 can be applied, the third voltage V3 can be applied to the second transmission gate line TGL2, and the third voltage V3 can be applied to the row line RL.

제4 전압(V4)은 제1 전압(V1)보다 낮고 접지 전압(GND)보다 높은 양전압일 수 있다.The fourth voltage (V4) may be a positive voltage that is lower than the first voltage (V1) and higher than the ground voltage (GND).

제4 전압(V4)에 의해 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)가 턴-온 되고, 제1 포토다이오드(PD1)에 누적된 전자들은 비워질 수 있다. 리셋 게이트 트랜지스터(RG) 및 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)가 턴-온 되므로, 제1 포토다이오드(PD1)에 누적된 전자들은 제2 전압(V2)이 인가되는 제2 전원 노드를 통해 방전되고, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD)의 전압은 제2 전압(V2)으로 초기화될 수 있다.The first transfer gate transistor TG1 is turned on by the fourth voltage V4, and electrons accumulated in the first photodiode PD1 can be emptied. Since the reset gate transistor (RG) and the dynamic conversion gain transistor (DCG) are turned on, electrons accumulated in the first photodiode (PD1) are discharged through the second power node to which the second voltage (V2) is applied, The voltage of the first floating diffusion node (FD) may be initialized to the second voltage (V2).

제3 구간(I3)은 제2 포토다이오드(PD2)의 셔터 구간, 예를 들어 초기화 구간일 수 있다. 제3 구간(I3)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 제2 전압(V2)을 인가한 후에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제5 전압(V5)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제3 전압(V3)을 인가할 수 있다.The third section I3 may be a shutter section of the second photodiode PD2, for example, an initialization section. In the third section I3, the row driver 120 applies the ground voltage (GND) to the second switch line (SWL2), applies the second voltage (V2) to the reset gate line (RGL), and performs dynamic conversion. A second voltage (V2) is applied to the gain line (DCGL), the second voltage (V2) is applied to the first switch line (SWL1), a ground voltage (GND) is applied, and the first transmission gate line (TGL1) is applied. ) is applied to the third voltage V3, the fifth voltage V5 is applied to the second transmission gate line TGL2, the third voltage V3 is applied to the row line RL, and the third voltage V3 is applied to the row line RL. Voltage (V3) can be applied.

제5 전압(V5)은 제4 전압(V4)과 같거나 그보다 큰 양전압일 수 있다.The fifth voltage (V5) may be a positive voltage equal to or greater than the fourth voltage (V4).

제1 스위치 트랜지스터(SW1)는 제2 전압(V2)에 의해 턴-온 되고, 그리고 제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2)는 제5 전압(V5)에 의해 턴-온 될 수 있다. 제2 포토다이오드(PD2)에 누적된 전자들은 비워지고, 제2 플로팅 디퓨전 노드(FD2)는 제1 전압(V1)으로 리셋될 수 있다.The first switch transistor SW1 may be turned on by the second voltage V2, and the second transfer gate transistor TG2 may be turned on by the fifth voltage V5. Electrons accumulated in the second photodiode PD2 may be emptied, and the second floating diffusion node FD2 may be reset to the first voltage V1.

제4 구간(I4)은 광의 집적(integration) 구간일 수 있다. 제4 구간(I4)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제3 전압(V3)을 인가할 수 있다.The fourth section I4 may be an optical integration section. In the fourth section I4, the row driver 120 applies the ground voltage (GND) to the second switch line (SWL2), applies the second voltage (V2) to the reset gate line (RGL), and performs dynamic conversion. A second voltage (V2) is applied to the gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a third voltage (V3) is applied to the first transmission gate line (TGL1). And, the third voltage (V3) can be applied to the second transmission gate line (TGL2), and the third voltage (V3) can be applied to the row line (RL).

제5 구간(I5)은 제1 포토다이오드(PD1)의 고 변환 이득(HCG)(High Conversion Gain) 독출 구간일 수 있다. 제5 구간(I5)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 제1 클램프 전압(VCLP1)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 클램프 전압(VCLP2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제4 전압(V4)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제6 전압(V6)을 인가할 수 있다.The fifth section I5 may be a high conversion gain (HCG) read section of the first photodiode PD1. In the fifth section I5, the row driver 120 applies the second voltage V2 to the second switch line SWL2 and the first clamp voltage VCLP1 to the reset gate line RGL, A second clamp voltage (VCLP2) is applied to the dynamic conversion gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a fourth voltage (V4) is applied to the first transmission gate line (TGL1). ), then apply the third voltage (V3), apply the third voltage (V3) to the second transmission gate line (TGL2), and apply the sixth voltage (V6) to the row line (RL). You can.

제6 전압(V6)은 제2 전압(V2)과 같거나 그보다 큰 양전압일 수 있다. 제1 클램프 전압(VCLP1)과 제2 클램프 전압(VCLP2)은 서로 같거나 다를 수 있다. 제1 클램프 전압(VCLP1) 및 제2 클램프 전압(VCLP2)은 제1 전압(V1)보다 낮고 접지 전압(GND)보다 높은 양전압일 수 있다. 제1 클램프 전압(VCLP1)은 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 문턱 전압보다 낮을 수 있다. 제1 클램프 전압(VCLP1)은 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 콰지-온 할 수 있다. 제2 클램프 전압(VCLP2)은 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)의 문턱 전압보다 낮을 수 있다. 제1 클램프 전압(VCLP1)은 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)를 콰지-온 할 수 있다.The sixth voltage (V6) may be a positive voltage equal to or greater than the second voltage (V2). The first clamp voltage VCLP1 and the second clamp voltage VCLP2 may be the same or different from each other. The first clamp voltage VCLP1 and the second clamp voltage VCLP2 may be positive voltages that are lower than the first voltage V1 and higher than the ground voltage GND. The first clamp voltage VCLP1 may be lower than the threshold voltage of the reset gate transistor RG. The first clamp voltage VCLP1 may quasi-on the reset gate transistor RG. The second clamp voltage VCLP2 may be lower than the threshold voltage of the dynamic conversion gain transistor DCG. The first clamp voltage VCLP1 may quasi-on the dynamic conversion gain transistor (DCG).

행 라인(RL)에 리셋 게이트 라인(RGL)에 제1 클램프 전압(VCLP1)이 인가되는 타이밍과 행 라인(RL)에 제6 전압(V6)이 인가되는 타이밍은 같을 수 있다. 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 클램프 전압(VCLP2)이 인가되는 타이밍은 리셋 게이트 라인(RGL)에 제1 클램프 전압(VCLP1)이 인가되는 타이밍보다 늦을 수 있다.The timing at which the first clamp voltage VCLP1 is applied to the reset gate line RGL and the timing at which the sixth voltage V6 is applied to the row line RL may be the same. The timing at which the second clamp voltage VCLP2 is applied to the dynamic conversion gain line DCGL may be later than the timing at which the first clamp voltage VCLP1 is applied to the reset gate line RGL.

제5 구간(I5)에서, 픽셀(PX)에서 도 4를 참조하여 설명된 현상이 발생할 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제4 전압(V4)에 의해 턴-온 되고, 제1 포토다이오드(PD1)의 전자들을 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑할 수 있다. 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 콰지-온 되어, 전위 장벽을 초과하는 전류들을 유출할 수 있다. 선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제6 전압(V6)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화를 열 라인(CL)으로 전달할 수 있다.In the fifth section I5, the phenomenon described with reference to FIG. 4 may occur in the pixel PX. The first transfer gate transistor TG1 is turned on by the fourth voltage V4 and can dump electrons of the first photodiode PD1 into the first floating diffusion node FD1. The dynamic conversion gain transistor (DCG) and reset gate transistor (RG) may be quasi-on, draining currents that exceed the potential barrier. The selection gate transistor SG is turned on by the sixth voltage V6 and can transmit the change in voltage of the first floating diffusion node FD1 to the column line CL.

제6 구간(I6)은 제1 포토다이오드(PD1)의 저 변환 이득(LCG)(Low Conversion Gain) 독출 구간일 수 있다. 제6 구간(I6)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제4 전압(V4)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제6 전압(V6)을 인가할 수 있다.The sixth section I6 may be a low conversion gain (LCG) read section of the first photodiode PD1. In the sixth section I6, the row driver 120 applies the second voltage V2 to the second switch line SWL2, applies the ground voltage GND to the reset gate line RGL, and performs dynamic conversion. A second voltage (V2) is applied to the gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a fourth voltage (V4) is applied to the first transmission gate line (TGL1). After that, the third voltage V3 can be applied, the third voltage V3 can be applied to the second transmission gate line TGL2, and the sixth voltage V6 can be applied to the row line RL.

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 제2 전압(V2)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 커패시턴스를 증가시킬 수 있다. 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 제1 클램프 전압(VCLP1)에 의해 콰지-온 되어, 전위 장벽을 초과하는 전자들을 유출할 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제4 전압(V4)에 의해 턴-온 되고, 제1 포토다이오드(PD1)의 전자들을 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑할 수 있다. 선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제6 전압(V6)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화를 열 라인(CL)으로 전달할 수 있다.The dynamic conversion gain transistor (DCG) is turned on by the second voltage (V2) to increase the capacitance of the first floating diffusion node (FD1). The reset gate transistor RG is turned on by the first clamp voltage VCLP1, allowing electrons exceeding the potential barrier to leak out. The first transfer gate transistor TG1 is turned on by the fourth voltage V4 and can dump electrons of the first photodiode PD1 into the first floating diffusion node FD1. The selection gate transistor SG is turned on by the sixth voltage V6 and can transmit the change in voltage of the first floating diffusion node FD1 to the column line CL.

제7 구간(I7)은 중간 초기화 구간일 수 있다. 제7 구간(I7)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 제2 전압(V2)을 인가한 후에 접지 전압(GND)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제3 전압(V3)을 인가한 후에 제6 전압(V6)을 인가할 수 있다.The seventh section I7 may be an intermediate initialization section. In the seventh section I7, the row driver 120 applies the second voltage V2 to the second switch line SWL2, applies the second voltage V2 to the reset gate line RGL, and then grounds the row driver 120. A voltage (GND) is applied, a second voltage (V2) is applied to the dynamic conversion gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and the first transmission gate line (TGL1) is applied. ), the third voltage V3 is applied to the second transmission gate line TGL2, and the third voltage V3 is applied to the row line RL. Voltage (V6) can be applied.

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 제2 전압(V2)에 의해 턴-온 되고, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)를 제1 전압(V1)으로 초기화할 수 있다.The dynamic conversion gain transistor (DCG) and reset gate transistor (RG) are turned on by the second voltage (V2), and the first floating diffusion node (FD1) can be initialized to the first voltage (V1).

제8 구간(I8)은 제2 포토다이오드(PD2)의 독출 구간일 수 있다. 제8 구간(I8)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제5 전압(V5)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제6 전압(V6)을 인가할 수 있다.The eighth section I8 may be a read section of the second photodiode PD2. In the eighth section I8, the row driver 120 applies the ground voltage (GND) to the second switch line (SWL2), applies the ground voltage (GND) to the reset gate line (RGL), and dynamic conversion gain A second voltage (V2) is applied to the line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a third voltage (V3) is applied to the first transmission gate line (TGL1). , after applying the fifth voltage V5 to the second transmission gate line TGL2, the third voltage V3 may be applied, and the sixth voltage V6 may be applied to the row line RL.

제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2)는 제5 전압(V5)에 의해 턴-온 되고, 제2 포토다이오드(PD2)에 누적된 전자들을 제2 플로팅 디퓨전 노드(FD2)로 덤핑할 수 있다. 제1 스위치 트랜지스터(SW1) 및 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 제2 전압(V2)에 의해 턴-온 되고, 제2 플로팅 디퓨전 노드(FD2)의 전압의 변화를 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 전달할 수 있다. 선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제6 전압(V6)에 의해 턴-온 되고, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화를 열 라인(CL)으로 전달할 수 있다.The second transfer gate transistor TG2 is turned on by the fifth voltage V5 and can dump electrons accumulated in the second photodiode PD2 into the second floating diffusion node FD2. The first switch transistor (SW1) and the dynamic conversion gain transistor (DCG) are turned on by the second voltage (V2), and the change in voltage of the second floating diffusion node (FD2) is converted to the first floating diffusion node (FD1). It can be passed on. The selection gate transistor SG is turned on by the sixth voltage V6 and can transmit the change in voltage of the first floating diffusion node FD1 to the column line CL.

도 5의 실시 예에서, 이미지 센서(100)는 제1 포토다이오드(PD1)의 고 변환 이득 독출 구간, 즉 제6 구간(I6)에서 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 이용하여 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압을 클램핑할 수 있다.In the embodiment of FIG. 5, the image sensor 100 uses a dynamic conversion gain transistor (DCG) and a reset gate transistor (RG) in the high conversion gain read section of the first photodiode PD1, that is, the sixth section I6. The voltage of the first floating diffusion node (FD1) can be clamped using.

도 6은 픽셀(PX) 내부의 일부 트랜지스터들의 도 5의 제5 구간(I5)의 전위 장벽의 예를 보여준다. 도 6에서, 가로 축은 위치를 가리키고, 세로 축은 전위 장벽을 보여준다. 도 6에서, 가로 축을 따라 제1 포토 다이오드(PD1), 제1 전송 트랜지스터(TG1), 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1), 동적 변환 이득 트랜지스터 (DCG), 제1 노드(N1), 리셋 게이트 트랜지스터(RG), 그리고 제1 전압(V1)이 공급되는 노드의 전위 장벽이 도시된다.FIG. 6 shows an example of a potential barrier in the fifth section I5 of FIG. 5 of some transistors inside the pixel PX. In Figure 6, the horizontal axis indicates the position and the vertical axis shows the potential barrier. In Figure 6, along the horizontal axis, a first photodiode (PD1), a first transfer transistor (TG1), a first floating diffusion node (FD1), a dynamic conversion gain transistor (DCG), a first node (N1), and a reset gate transistor. (RG), and the potential barrier of the node to which the first voltage (V1) is supplied are shown.

제4 화살표(A4)로 표시된 바와 같이, 제5 구간에서, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 제2 클램프 전압(VCLP2)에 의해 콰지-온 되므로, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)의 전위 장벽은 감소할 수 있다. 따라서, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)의 전위 장벽을 초과하는 전자들은 제1 노드(N1)로 유출될 수 있다.As indicated by the fourth arrow A4, in the fifth section, the dynamic conversion gain transistor (DCG) is quasi-on by the second clamp voltage (VCLP2), so the potential barrier of the dynamic conversion gain transistor (DCG) is reduced. can do. Accordingly, electrons exceeding the potential barrier of the dynamic conversion gain transistor (DCG) may leak out to the first node (N1).

또한 제5 화살표(A5)로 표시된 바와 같이, 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 제1 클램프 전압(VCLP1)에 의해 콰지-온 되므로, 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 전위 장벽은 감소할 수 있다. 따라서, 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 전위 장벽을 초과하는 양의 전자들은 제1 전압(V1)의 노드로 유출될 수 있다.Additionally, as indicated by the fifth arrow A5, the reset gate transistor RG is quasi-on by the first clamp voltage VCLP1, so the potential barrier of the reset gate transistor RG may be reduced. Accordingly, positive electrons exceeding the potential barrier of the reset gate transistor RG may leak out to the node of the first voltage V1.

도 7은 행 드라이버(120)가 픽셀(PX)에 인가하는 신호들의 다른 예를 보여준다. 도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제5 구간(I5), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)은 도 5를 참조하여 설명된 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제5 구간(I5), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)과 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략된다. 도 5의 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제5 구간(I5), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)을 참조하여 설명된 특색들은 도 7의 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제5 구간(I5), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)에도 동일하게 적용될 수 있다.FIG. 7 shows another example of signals applied by the row driver 120 to the pixel PX. Referring to FIGS. 1, 2, and 7, the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the fifth section (I5), and the seventh section (I7), and the eighth section (I8) are the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), and the fifth section described with reference to FIG. (I5), the 7th section (I7), and the 8th section (I8). Therefore, redundant descriptions are omitted. 5, the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the fifth section (I5), the seventh section (I7), and the eighth section ( The features described with reference to I8) are the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the fifth section (I5), and the seventh section in FIG. (I7), and the same can be applied to the eighth section (I8).

제5 구간(I5)에서, 도 5를 참조하여 설명된 것과 동일하게, 이미지 센서(100)는 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 이용하여 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압을 클램핑할 수 있다.In the fifth section I5, as described with reference to FIG. 5, the image sensor 100 uses the dynamic conversion gain transistor (DCG) and the reset gate transistor (RG) to connect the first floating diffusion node (FD1). voltage can be clamped.

제6 구간(I6)은 제1 포토다이오드(PD1)의 저 변환 이득(LCG)(Low Conversion Gain) 독출 구간일 수 있다. 제6 구간(I6)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 제1 클램프 전압(VCLP1)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제4 전압(V4)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제6 전압(V6)을 인가할 수 있다.The sixth section I6 may be a low conversion gain (LCG) read section of the first photodiode PD1. In the sixth section I6, the row driver 120 applies the second voltage V2 to the second switch line SWL2 and the first clamp voltage VCLP1 to the reset gate line RGL, A second voltage (V2) is applied to the dynamic conversion gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a fourth voltage (V4) is applied to the first transmission gate line (TGL1). After applying, the third voltage (V3) can be applied, the third voltage (V3) can be applied to the second transmission gate line (TGL2), and the sixth voltage (V6) can be applied to the row line (RL). there is.

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 제2 전압(V2)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 커패시턴스를 증가시킬 수 있다. 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 제1 클램프 전압(VCLP1)에 의해 콰지-온 되어, 전위 장벽을 초과하는 전자들을 유출할 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제4 전압(V4)에 의해 턴-온 되고, 제1 포토다이오드(PD1)의 전자들을 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑할 수 있다. 선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제6 전압(V6)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화를 열 라인(CL)으로 전달할 수 있다.The dynamic conversion gain transistor (DCG) is turned on by the second voltage (V2) to increase the capacitance of the first floating diffusion node (FD1). The reset gate transistor RG is turned on by the first clamp voltage VCLP1, allowing electrons exceeding the potential barrier to leak out. The first transfer gate transistor TG1 is turned on by the fourth voltage V4 and can dump electrons of the first photodiode PD1 into the first floating diffusion node FD1. The selection gate transistor SG is turned on by the sixth voltage V6 and can transmit the change in voltage of the first floating diffusion node FD1 to the column line CL.

도 7의 실시 예에서, 이미지 센서(100)는 제1 포토다이오드(PD1)의 고 변환 이득 독출 구간, 즉 제6 구간(I6)에서 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 이용하여 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압을 클램핑할 수 있다. 또한, 이미지 센서(100)는 제1 포토다이오드(PD1)의 저 변환 이득 독출 구간, 즉 제7 구간(I7)에서 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 이용하여 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압을 클램핑할 수 있다.In the embodiment of FIG. 7, the image sensor 100 uses a dynamic conversion gain transistor (DCG) and a reset gate transistor (RG) in the high conversion gain read section of the first photodiode PD1, that is, the sixth section I6. The voltage of the first floating diffusion node (FD1) can be clamped using. In addition, the image sensor 100 increases the voltage of the first floating diffusion node FD1 using the reset gate transistor RG in the low conversion gain read section of the first photodiode PD1, that is, the seventh section I7. Can be clamped.

도 8은 픽셀(PX) 내부의 일부 트랜지스터들의 도 7의 제6 구간(I6)의 전위 장벽의 예를 보여준다. 도 8에서, 가로 축은 위치를 가리키고, 세로 축은 전위 장벽을 보여준다. 도 8에서, 가로 축을 따라 제1 포토 다이오드(PD1), 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1), 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1), 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG), 제1 노드(N1), 리셋 게이트 트랜지스터(RG), 그리고 제1 전압(V1)이 공급되는 노드의 전위 장벽이 도시된다.FIG. 8 shows an example of the potential barrier of the sixth section I6 of FIG. 7 of some transistors inside the pixel PX. In Figure 8, the horizontal axis indicates the position and the vertical axis shows the potential barrier. 8, along the horizontal axis, a first photodiode (PD1), a first transfer gate transistor (TG1), a first floating diffusion node (FD1), a dynamic conversion gain transistor (DCG), a first node (N1), and a reset gate. The transistor RG and the potential barrier of the node to which the first voltage V1 is supplied are shown.

제6 화살표(A6)로 표시된 바와 같이, 제6 구간(I6)에서, 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 제1 클램프 전압(VCLP1)에 의해 콰지-온 되므로, 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 전위 장벽은 감소할 수 있다. 따라서, 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 전위 장벽을 초과하는 양의 전자들은 제1 전압(V1)의 노드로 유출될 수 있다.As indicated by the sixth arrow A6, in the sixth section I6, the reset gate transistor RG is quasi-on by the first clamp voltage VCLP1, so the potential barrier of the reset gate transistor RG is may decrease. Accordingly, positive electrons exceeding the potential barrier of the reset gate transistor RG may leak out to the node of the first voltage V1.

예시적으로, 도 7의 제5 구간(I5)의 전위 장벽들은 도 6을 참조한 것과 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략된다.By way of example, the potential barriers of the fifth section I5 of FIG. 7 may be the same as those with reference to FIG. 6 . Therefore, redundant descriptions are omitted.

도 9는 행 드라이버(120)가 픽셀(PX)에 인가하는 신호들의 또 다른 예를 보여준다. 도 1, 도 2 및 도 9를 참조하면, 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제6 구간(I6), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)은 도 5를 참조하여 설명된 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제6 구간(I6), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)과 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략된다. 도 5의 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제6 구간(I6), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)을 참조하여 설명된 특색들은 도 7의 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제6 구간(I6), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)에도 동일하게 적용될 수 있다.FIG. 9 shows another example of signals applied by the row driver 120 to the pixel PX. Referring to FIGS. 1, 2, and 9, the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the sixth section (I6), and the seventh section (I7), and the eighth section (I8) is the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), and the sixth section described with reference to FIG. 5. (I6), the 7th section (I7), and the 8th section (I8). Therefore, redundant descriptions are omitted. 5, the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the sixth section (I6), the seventh section (I7), and the eighth section ( The features described with reference to I8) are the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the sixth section (I6), and the seventh section in FIG. (I7), and the same can be applied to the eighth section (I8).

제5 구간(I5)은 제1 포토다이오드(PD1)의 고 변환 이득(HCG)(High Conversion Gain) 독출 구간일 수 있다. 제5 구간(I5)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 클램프 전압(VCLP2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제4 전압(V4)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제6 전압(V6)을 인가할 수 있다.The fifth section I5 may be a high conversion gain (HCG) read section of the first photodiode PD1. In the fifth section I5, the row driver 120 applies the second voltage V2 to the second switch line SWL2, applies the ground voltage GND to the reset gate line RGL, and performs dynamic conversion. A second clamp voltage (VCLP2) is applied to the gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a fourth voltage (V4) is applied to the first transmission gate line (TGL1). After application, the third voltage V3 may be applied, the third voltage V3 may be applied to the second transmission gate line TGL2, and the sixth voltage V6 may be applied to the row line RL. .

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 제2 클램프 전압(VCLP2)에 의해 콰지-온 될 수 있다. 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 접지 전압(GND)에 의해 턴-오프 될 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제4 전압(V4)에 의해 턴-온 되고, 제1 포토다이오드(PD1)의 전자들을 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑할 수 있다. 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 콰지-온 되어, 전위 장벽을 초과하는 전류들을 유출할 수 있다. 선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제6 전압(V6)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화를 열 라인(CL)으로 전달할 수 있다.The dynamic conversion gain transistor (DCG) may be quasi-on by the second clamp voltage (VCLP2). The reset gate transistor (RG) may be turned off by the ground voltage (GND). The first transfer gate transistor TG1 is turned on by the fourth voltage V4 and can dump electrons of the first photodiode PD1 into the first floating diffusion node FD1. The dynamic conversion gain transistor (DCG) can become quasi-on, draining currents that exceed the potential barrier. The selection gate transistor SG is turned on by the sixth voltage V6 and can transmit the change in voltage of the first floating diffusion node FD1 to the column line CL.

도 9의 실시 예에서, 이미지 센서(100)는 제1 포토다이오드(PD1)의 고 변환 이득 독출 구간, 즉 제5 구간(I5)에서 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)를 이용하여 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압을 클램핑할 수 있다.In the embodiment of FIG. 9, the image sensor 100 uses the dynamic conversion gain transistor (DCG) in the high conversion gain read section of the first photodiode PD1, that is, the fifth section I5, to detect the first floating diffusion node. The voltage of (FD1) can be clamped.

도 10은 픽셀(PX) 내부의 일부 트랜지스터들의 도 5의 제9 구간(I5)의 전위 장벽의 예를 보여준다. 도 10에서, 가로 축은 위치를 가리키고, 세로 축은 전위 장벽을 보여준다. 도 10에서, 가로 축을 따라 제1 포토 다이오드(PD1), 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1), 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1), 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG), 제1 노드(N1), 리셋 게이트 트랜지스터(RG), 그리고 제1 전압(V1)이 공급되는 노드의 전위 장벽이 도시된다.FIG. 10 shows an example of the potential barrier of the ninth section I5 of FIG. 5 of some transistors inside the pixel PX. In Figure 10, the horizontal axis indicates the position and the vertical axis shows the potential barrier. 10, along the horizontal axis, a first photodiode (PD1), a first transfer gate transistor (TG1), a first floating diffusion node (FD1), a dynamic conversion gain transistor (DCG), a first node (N1), and a reset gate. The transistor RG and the potential barrier of the node to which the first voltage V1 is supplied are shown.

제6 화살표(A6)로 표시된 바와 같이, 제5 구간(I5)에서, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 제2 클램프 전압(VCLP2)에 의해 콰지-온 되므로, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)의 전위 장벽은 감소할 수 있다. 따라서, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)의 전위 장벽을 초과하는 양의 전자들은 제1 노드(N1)로 유출될 수 있다.As indicated by the sixth arrow A6, in the fifth section I5, the dynamic conversion gain transistor DCG is quasi-on by the second clamp voltage VCLP2, so the potential of the dynamic conversion gain transistor DCG Barriers can be reduced. Accordingly, positive electrons exceeding the potential barrier of the dynamic conversion gain transistor (DCG) may leak out to the first node (N1).

예시적으로, 도 9의 제7 구간(I7)의 전위 장벽들은 도 8을 참조한 것과 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략된다.By way of example, the potential barriers of the seventh section I7 of FIG. 9 may be the same as those with reference to FIG. 8 . Therefore, redundant descriptions are omitted.

도 11은 행 드라이버(120)가 픽셀(PX)에 인가하는 신호들의 또 다른 예를 보여준다. 도 1, 도 2 및 도 11을 참조하면, 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)은 도 5를 참조하여 설명된 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)과 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략된다. 도 5의 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)을 참조하여 설명된 특색들은 도 7의 제1 구간(I1), 제2 구간(I2), 제3 구간(I3), 제4 구간(I4), 제7 구간(I7), 그리고 제8 구간(I8)에도 동일하게 적용될 수 있다.FIG. 11 shows another example of signals applied by the row driver 120 to the pixel PX. Referring to FIGS. 1, 2, and 11, the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the seventh section (I7), and the eighth section (I7). The section I8 includes the first section I1, the second section I2, the third section I3, the fourth section I4, the seventh section I7, and the eighth section I8. Same as section (I8). Therefore, redundant descriptions are omitted. Described with reference to the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the seventh section (I7), and the eighth section (I8) of FIG. The features are the same in the first section (I1), the second section (I2), the third section (I3), the fourth section (I4), the seventh section (I7), and the eighth section (I8) in FIG. It can be applied.

제5 구간(I5)은 제1 포토다이오드(PD1)의 고 변환 이득(HCG)(High Conversion Gain) 독출 구간일 수 있다. 제5 구간(I5)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 클램프 전압(VCLP2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제4 전압(V4)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제6 전압(V6)을 인가할 수 있다.The fifth section I5 may be a high conversion gain (HCG) read section of the first photodiode PD1. In the fifth section I5, the row driver 120 applies the second voltage V2 to the second switch line SWL2, applies the ground voltage GND to the reset gate line RGL, and performs dynamic conversion. A second clamp voltage (VCLP2) is applied to the gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a fourth voltage (V4) is applied to the first transmission gate line (TGL1). After application, the third voltage V3 may be applied, the third voltage V3 may be applied to the second transmission gate line TGL2, and the sixth voltage V6 may be applied to the row line RL. .

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 제2 클램프 전압(VCLP2)에 의해 콰지-온 될 수 있다. 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 접지 전압(GND)에 의해 턴-오프 될 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제4 전압(V4)에 의해 턴-온 되고, 제1 포토다이오드(PD1)의 전자들을 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑할 수 있다. 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 콰지-온 되어, 전위 장벽을 초과하는 전류들을 유출할 수 있다. 선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제6 전압(V6)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화를 열 라인(CL)으로 전달할 수 있다.The dynamic conversion gain transistor (DCG) may be quasi-on by the second clamp voltage (VCLP2). The reset gate transistor (RG) may be turned off by the ground voltage (GND). The first transfer gate transistor TG1 is turned on by the fourth voltage V4 and can dump electrons of the first photodiode PD1 into the first floating diffusion node FD1. The dynamic conversion gain transistor (DCG) can become quasi-on, draining currents that exceed the potential barrier. The selection gate transistor SG is turned on by the sixth voltage V6 and can transmit the change in voltage of the first floating diffusion node FD1 to the column line CL.

제6 구간(I6)은 제1 포토다이오드(PD1)의 저 변환 이득(LCG)(Low Conversion Gain) 독출 구간일 수 있다. 제6 구간(I6)에서, 행 드라이버(120)는 제2 스위치 라인(SWL2)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 리셋 게이트 라인(RGL)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 제2 전압(V2)을 인가하고, 제1 스위치 라인(SWL1)에 접지 전압(GND)을 인가하고, 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 제4 전압(V4)을 인가한 후에 제3 전압(V3)을 인가하고, 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 제3 전압(V3)을 인가하고, 그리고 행 라인(RL)에 제6 전압(V6)을 인가할 수 있다.The sixth section I6 may be a low conversion gain (LCG) read section of the first photodiode PD1. In the sixth section I6, the row driver 120 applies the second voltage V2 to the second switch line SWL2, applies the ground voltage GND to the reset gate line RGL, and performs dynamic conversion. A second voltage (V2) is applied to the gain line (DCGL), a ground voltage (GND) is applied to the first switch line (SWL1), and a fourth voltage (V4) is applied to the first transmission gate line (TGL1). After that, the third voltage V3 can be applied, the third voltage V3 can be applied to the second transmission gate line TGL2, and the sixth voltage V6 can be applied to the row line RL.

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 제2 전압(V2)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 커패시턴스를 증가시킬 수 있다. 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 제1 클램프 전압(VCLP1)에 의해 콰지-온 되어, 전위 장벽을 초과하는 전자들을 유출할 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제4 전압(V4)에 의해 턴-온 되고, 제1 포토다이오드(PD1)의 전자들을 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)로 덤핑할 수 있다. 선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제6 전압(V6)에 의해 턴-온 되어, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압의 변화를 열 라인(CL)으로 전달할 수 있다.The dynamic conversion gain transistor (DCG) is turned on by the second voltage (V2) to increase the capacitance of the first floating diffusion node (FD1). The reset gate transistor RG is turned on by the first clamp voltage VCLP1, allowing electrons exceeding the potential barrier to leak out. The first transfer gate transistor TG1 is turned on by the fourth voltage V4 and can dump electrons of the first photodiode PD1 into the first floating diffusion node FD1. The selection gate transistor SG is turned on by the sixth voltage V6 and can transmit the change in voltage of the first floating diffusion node FD1 to the column line CL.

도 11의 실시 예에서, 이미지 센서(100)는 제1 포토다이오드(PD1)의 고 변환 이득 독출 구간, 즉 제5 구간(I5)에서 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)를 이용하여 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압을 클램핑할 수 있다. 또한, 이미지 센서(100)는 제1 포토다이오드(PD1)의 저 변환 이득 독출 구간, 즉 제6 구간(I6)에서 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 이용하여 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1)의 전압을 클램핑할 수 있다.In the embodiment of FIG. 11, the image sensor 100 uses the dynamic conversion gain transistor (DCG) in the high conversion gain read section of the first photodiode PD1, that is, the fifth section I5, to detect the first floating diffusion node. The voltage of (FD1) can be clamped. In addition, the image sensor 100 increases the voltage of the first floating diffusion node FD1 using the reset gate transistor RG in the low conversion gain read section of the first photodiode PD1, that is, the sixth section I6. Can be clamped.

도 11의 제5 구간(I5)의 전위 장벽들은 도 10을 참조하여 설명된 것과 동일할 수 있다. 도 11의 제 7 구간(I7)의 전위 장벽들은 도 8을 참조하여 설명된 것과 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략된다.The potential barriers of the fifth section I5 of FIG. 11 may be the same as those described with reference to FIG. 10 . The potential barriers of the seventh section I7 of FIG. 11 may be the same as those described with reference to FIG. 8 . Therefore, redundant descriptions are omitted.

도 5 내지 도 11에서, 제1 전압(V1), 제2 전압(V2), 제3 전압(V3), 제4 전압(V4), 제5 전압(V5), 그리고 제6 전압(V6)의 레벨들의 상대적인 높고 낮음, 그리고 양전압인지 또는 음전압인지 설명되었지만, 이는 예시에 불과하다. 제1 전압(V1), 제2 전압(V2), 제3 전압(V3), 제4 전압(V4), 제5 전압(V5), 그리고 제6 전압(V6)의 레벨들의 상대적인 높고 낮음, 그리고 양전압인지 음전압인지는 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.5 to 11, the first voltage (V1), the second voltage (V2), the third voltage (V3), the fourth voltage (V4), the fifth voltage (V5), and the sixth voltage (V6) The relative highness and lowness of the levels and whether they are positive or negative voltages are explained, but this is only an example. The relative high and low levels of the first voltage (V1), the second voltage (V2), the third voltage (V3), the fourth voltage (V4), the fifth voltage (V5), and the sixth voltage (V6), and Whether it is positive or negative voltage can be modified and changed in various ways.

예시적으로, 도 2의 픽셀(PIX)에서, 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 제1 노드는 제1 전압(V1)이 인가되는 노드에 연결되고, 그리고 소스 팔로워 트랜지스터(SF)의 제1 노드 또한 제1 전압(V1)이 인가되는 노드에 연결되는 것으로 설명되었다. 그러나 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 제1 노드 및 소스 팔로워 트랜지스터(SF)의 제1 노드는 서로 다른 전압들이 인가되는 노드들에 각각 연결될 수 있다.Exemplarily, in the pixel PIX of FIG. 2, the first node of the reset gate transistor RG is connected to the node to which the first voltage V1 is applied, and the first node of the source follower transistor SF is also It was described as being connected to the node to which the first voltage (V1) is applied. However, the first node of the reset gate transistor (RG) and the first node of the source follower transistor (SF) may be respectively connected to nodes to which different voltages are applied.

도 12는 리셋 게이트 라인 또는 동적 변환 이득 게이트 라인(RGL/DCGL)에 전압을 공급하는 행 드라이버(120)의 일부 구성 요소의 예를 보여준다. 도 12를 참조하면, 행 드라이버(120)는 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 그리고 레벨 시프터(LS)를 포함할 수 있다.Figure 12 shows an example of some components of row driver 120 that supply voltage to the reset gate line or dynamic conversion gain gate line (RGL/DCGL). Referring to FIG. 12, the row driver 120 may include a first transistor (T1), a second transistor (T2), a third transistor (T3), a fourth transistor (T4), and a level shifter (LS). there is.

제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2) 및 제3 트랜지스터(T3)는 제2 전압(V2)이 공급되는 제2 전압 노드와 접지 전압(GND)이 공급되는 접지 노드의 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 PMOS 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(T2) 및 제3 트랜지스터(T3)는 NMOS 트랜지스터들일 수 있다.The first transistor (T1), the second transistor (T2), and the third transistor (T3) are connected in series between the second voltage node to which the second voltage (V2) is supplied and the ground node to which the ground voltage (GND) is supplied. can be connected The first transistor T1 may be a PMOS transistor, and the second transistor T2 and third transistor T3 may be NMOS transistors.

제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트들에 레벨 시프터(LS)의 출력이 연결될 수 있다. 레벨 시프터(LS)는 리셋 게이트 라인 또는 동적 변환 이득 게이트 라인(RGL/DCGL)을 구동하기 위한 구동 신호(DRV)를 제2 전압(V2)의 전압 도메인의 신호로 변환할 수 있다.The output of the level shifter LS may be connected to the gates of the first transistor T1 and the second transistor T2. The level shifter LS may convert the driving signal DRV for driving the reset gate line or the dynamic conversion gain gate line RGL/DCGL into a signal in the voltage domain of the second voltage V2.

제3 트랜지스터(T3)의 게이트에 클램프 인에이블 신호(CLP_EN)가 전달될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2) 및 제3 트랜지스터(T3)는 클램프 인에이블 신호(CLP_EN)가 하이 레벨일 때에 활성화되고 그리고 클램프 인에이블 신호(CLP_EN)가 로우 레벨일 때에 비활성화되는 인버터를 형성할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 사이의 노드는 인버터의 출력으로서 리셋 게이트 라인 또는 동적 변환 이득 게이트 라인(RGL/DCGL)에 연결될 수 있다.The clamp enable signal CLP_EN may be transmitted to the gate of the third transistor T3. The first transistor (T1), the second transistor (T2), and the third transistor (T3) are activated when the clamp enable signal (CLP_EN) is at a high level and are deactivated when the clamp enable signal (CLP_EN) is at a low level. An inverter can be formed. The node between the first transistor T1 and the second transistor T2 may be connected to a reset gate line or a dynamic conversion gain gate line (RGL/DCGL) as an output of the inverter.

제4 트랜지스터(T4)는 제1 클램프 전압 또는 제2 클램프 전압(VCLP1/VCLP2)이 인가되는 전압 노드와 리셋 게이트 라인 또는 동적 변환 이득 게이트 라인(RGL/DCGL)의 사이에 연결될 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)의 게이트에 클램프 인에이블 신호(CLP_EN)가 전달될 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 PMOS 트랜지스터일 수 있다. The fourth transistor T4 may be connected between a voltage node to which the first clamp voltage or the second clamp voltage VCLP1/VCLP2 is applied and a reset gate line or a dynamic conversion gain gate line RGL/DCGL. The clamp enable signal CLP_EN may be transmitted to the gate of the fourth transistor T4. The fourth transistor T4 may be a PMOS transistor.

클램프 인에이블 신호(CLP_EN)가 로우 레벨일 때에, 제4 트랜지스터(T4)는 리셋 게이트 라인 또는 동적 변환 이득 게이트 라인(RGL/DCGL)에 제1 클램프 전압 또는 제2 클램프 전압(VCLP1/VCLP2)을 인가할 수 있다. 클램프 인에이블 신호(CLP_EN)가 하이 레벨일 때에, 제4 트랜지스터(T4)는 턴-오프 될 수 있다.When the clamp enable signal (CLP_EN) is at a low level, the fourth transistor (T4) applies the first clamp voltage or the second clamp voltage (VCLP1/VCLP2) to the reset gate line or the dynamic conversion gain gate line (RGL/DCGL). It can be approved. When the clamp enable signal CLP_EN is at a high level, the fourth transistor T4 may be turned off.

도 3 내지 도 12에서, 도 2의 픽셀(PIX)의 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)에 클램프 전압(VCLP1 또는 VCLP2)을 인가함으로써 열 라인(CL)과 연결된 전류 소스(CS)가 포화 상태로부터 이탈하고 그리고 밴드 노이즈가 발생하는 것을 방지하는 실시 예가 설명되었다.3 to 12 , a current source ( An embodiment has been described that prevents CS) from deviating from saturation and causing band noise.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 문턱 전압을 낮춤으로써, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 게이트에 클램프 전압(VCLP1 또는 VCLP2)을 인가하지 않고 접지 전압을 인가하더라도, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 게이트에 클램프 전압(VCLP1 또는 VCLP2)을 인가하는 것과 유사한 현상이 발생할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, by lowering the threshold voltage of the dynamic conversion gain transistor (DCG) or the reset gate transistor (RG), a clamp voltage ( Even if the ground voltage is applied without applying VCLP1 or VCLP2), a phenomenon similar to applying the clamp voltage (VCLP1 or VCLP2) to the gate of the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) may occur.

예를 들어, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 네이티브(native) 트랜지스터 또는 공핍형(depletion mode) 트랜지스터로 구현함으로써, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 문턱 전압이 낮아질 수 있다.For example, by implementing the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) with a native transistor or depletion mode transistor, the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) The threshold voltage may be lowered.

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 문턱 전압이 낮아지면, 도 6, 도 8 또는 도 10을 참조하여 설명된 바와 같이 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)가 접지 전압에 의해 콰지-온 되고, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 전위 장벽이 낮아질 수 있다. 따라서, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 전위 장벽을 초과하는 양의 전자들은 제1 노드(N1) 또는 제1 전압(V1)이 인가되는 노드로 유출될 수 있다.When the threshold voltage of the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) is lowered, the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) is lowered, as described with reference to Figure 6, Figure 8, or Figure 10. is turned on by the ground voltage, and the potential barrier of the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) can be lowered. Accordingly, positive electrons exceeding the potential barrier of the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) may leak out to the first node (N1) or the node to which the first voltage (V1) is applied.

예시적으로, 픽셀(PIX)의 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 문턱 전압은 다른 트랜지스터들의 문턱 전압보다 낮게 구현되고, 그리고 도 3 내지 도 12를 참조하여 설명된 바와 같이 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)에 클램프 전압이 인가될 수 있다.Exemplarily, the threshold voltage of the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) of the pixel (PIX) is implemented to be lower than the threshold voltage of other transistors, and as described with reference to FIGS. 3 to 12 A clamp voltage may be applied to the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG).

즉, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 문턱 전압을 낮춤으로써, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)에 클램프 전압을 인가함으로써, 또는 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 문턱 전압을 낮추고 그리고 클램프 전압을 인가함으로써, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)가 콰지-온 될 수 있다. 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 또는 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 콰지-온 함으로써, 제1 플로팅 디퓨전 노드(FD1) 또는 제1 노드(N1)에 누적된 전자들이 유출될 수 있다.That is, by lowering the threshold voltage of the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG), by applying a clamp voltage to the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG), or by applying a clamp voltage to the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG). By lowering the threshold voltage of the DCG) or reset gate transistor (RG) and applying a clamp voltage, the dynamic conversion gain transistor (DCG) or reset gate transistor (RG) may be quasi-on. By turning on the dynamic conversion gain transistor (DCG) or the reset gate transistor (RG), electrons accumulated in the first floating diffusion node (FD1) or the first node (N1) may leak out.

예시적으로, 트랜지스터에 클램프 전압을 인가하는 것과 트랜지스터의 문턱 전압을 낮추는 것은 서로 다른 트랜지스터들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 낮은 문턱 전압을 갖도록 구현될 수 있다. 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 게이트에 접지 전압이 인가되는 것에 응답하여 콰지-온 될 수 있다.By way of example, applying a clamp voltage to a transistor and lowering the threshold voltage of the transistor may be applied to different transistors. For example, a dynamic conversion gain transistor (DCG) may be implemented to have a low threshold voltage. A dynamic conversion gain transistor (DCG) can be quasi-on in response to a ground voltage being applied to the gate.

제1 전압(V1)이 인가되는 노드와 연결된 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 클램프 전압을 이용하여 콰지-온 될 수 있다. 행 드라이버(120)는 필요한 시점에 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 게이트에 클램프 전압을 인가하여 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 콰지-온 할 수 있다.The reset gate transistor (RG) connected to the node to which the first voltage (V1) is applied may be quasi-on using a clamp voltage. The row driver 120 may quasi-on the reset gate transistor (RG) by applying a clamp voltage to the gate of the reset gate transistor (RG) when necessary.

도 13은 본 기재의 다른 실시 예에 따른 픽셀(PX)을 보여준다. 도 1 및 도 13을 참조하면, 픽셀(PX)은 포토다이오드(PD), 전송 게이트 트랜지스터(TG), 소스 팔로워 트랜지스터(SF), 선택 게이트 트랜지스터(SG), 그리고 리셋 게이트 트랜지스터(RG)를 포함할 수 있다.Figure 13 shows a pixel (PX) according to another embodiment of the present disclosure. 1 and 13, the pixel (PX) includes a photodiode (PD), a transfer gate transistor (TG), a source follower transistor (SF), a select gate transistor (SG), and a reset gate transistor (RG). can do.

포토다이오드(PD)는 접지 전압(GND)이 인가되는 접지 노드와 전송 게이트 트랜지스터(TG)의 사이에 연결될 수 있다. 전송 게이트 트랜지스터(TG)는 전송 게이트 라인(TGL)에 연결되는 게이트, 포토다이오드(PD)에 연결되는 제1 노드, 그리고 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The photodiode (PD) may be connected between the ground node to which the ground voltage (GND) is applied and the transmission gate transistor (TG). The transmission gate transistor (TG) may include a gate connected to the transmission gate line (TGL), a first node connected to the photodiode (PD), and a second node connected to the floating diffusion node (FD).

소스 팔로워 트랜지스터(SF)는 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 게이트, 제1 전압(V1)이 인가되는 제1 전압 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 선택 게이트 트랜지스터(SG)의 제1 노드에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The source follower transistor (SF) is connected to the gate connected to the floating diffusion node (FD), the first node connected to the first voltage node to which the first voltage (V1) is applied, and the first node of the selection gate transistor (SG). It may include a connected second node.

선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm) 중 대응하는 행 라인에 연결되는 게이트, 소스 팔로워 트랜지스터(SF)의 제2 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn) 중 대응하는 열 라인에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The selection gate transistor SG includes a gate connected to a corresponding row line among the first to mth row lines RL1 to RLm, a first node connected to the second node of the source follower transistor SF, and a first node connected to the second node of the source follower transistor SF. It may include a second node connected to a corresponding column line among the to nth column lines CL1 to CLn.

리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 리셋 게이트 라인(RGL)에 연결되는 게이트, 제1 전압(V1)이 인가되는 제1 전압 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The reset gate transistor (RG) has a gate connected to the reset gate line (RGL), a first node connected to the first voltage node to which the first voltage (V1) is applied, and a second connected to the floating diffusion node (FD). Can contain nodes.

본 기재의 실시 예들은 도 13의 픽셀(PX)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 행 드라이버(120)가 전송 게이트 트랜지스터(TG)를 턴-온 하는 동안, 행 드라이버(120)는 리셋 게이트 라인(RGL)에 클램프 전압(예를 들어, 제1 클램프 전압(VCLP1) 또는 제2 클램프 전압(VCLP2))을 인가할 수 있다. 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 클램프 전압에 의해 콰지-온 될 수 있다. 리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 전위 장벽을 초과하는 전자들을 유출함으로써, 플로팅 디퓨전 노드(FD)의 전압을 클램핑할 수 있다.Embodiments of the present disclosure may be applied to the pixel (PX) of FIG. 13. For example, while the row driver 120 turns on the transfer gate transistor TG, the row driver 120 applies a clamp voltage (e.g., the first clamp voltage VCLP1) to the reset gate line RGL. Alternatively, a second clamp voltage (VCLP2) may be applied. The reset gate transistor (RG) can be quasi-on by the clamp voltage. The reset gate transistor (RG) may clamp the voltage of the floating diffusion node (FD) by leaking electrons that exceed the potential barrier.

도 14는 본 기재의 또 다른 실시 예에 따른 픽셀(PX)을 보여준다. 도 1 및 도 14를 참조하면, 픽셀(PX)은 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 제3 서브 픽셀(SP3), 제4 서브 픽셀(SP4), 소스 팔로워 트랜지스터(SF), 선택 게이트 트랜지스터(SG), 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG), 리셋 게이트 트랜지스터(RG), 제1 커패시터(CFD1), 그리고 제2 커패시터(CFD2)를 포함할 수 있다.Figure 14 shows a pixel (PX) according to another embodiment of the present disclosure. 1 and 14, the pixel PX includes a first subpixel SP1, a second subpixel SP2, a third subpixel SP3, a fourth subpixel SP4, and a source follower transistor ( SF), a selection gate transistor (SG), a dynamic conversion gain transistor (DCG), a reset gate transistor (RG), a first capacitor (CFD1), and a second capacitor (CFD2).

제1 서브 픽셀(SP1)은 제1 포토다이오드(PD1) 및 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)를 포함할 수 있다. 제1 포토다이오드(PD1)는 접지 전압(GND)이 인가되는 접지 노드와 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)의 사이에 연결될 수 있다. 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1)는 제1 전송 게이트 라인(TGL1)에 연결되는 게이트, 제1 포토다이오드(PD1)에 연결되는 제1 노드, 그리고 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The first subpixel SP1 may include a first photodiode PD1 and a first transfer gate transistor TG1. The first photodiode PD1 may be connected between a ground node to which the ground voltage GND is applied and the first transfer gate transistor TG1. The first transfer gate transistor TG1 has a gate connected to the first transfer gate line TGL1, a first node connected to the first photodiode PD1, and a second node connected to the floating diffusion node FD. It can be included.

제2 서브 픽셀(SP2)은 제2 포토다이오드(PD2) 및 제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2)를 포함할 수 있다. 제2 포토다이오드(PD2)는 접지 전압(GND)이 인가되는 접지 노드와 제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2)의 사이에 연결될 수 있다. 제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2)는 제2 전송 게이트 라인(TGL2)에 연결되는 게이트, 제2 포토다이오드(PD2)에 연결되는 제1 노드, 그리고 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The second subpixel SP2 may include a second photodiode PD2 and a second transfer gate transistor TG2. The second photodiode PD2 may be connected between a ground node to which the ground voltage GND is applied and the second transfer gate transistor TG2. The second transfer gate transistor TG2 has a gate connected to the second transfer gate line TGL2, a first node connected to the second photodiode PD2, and a second node connected to the floating diffusion node FD. It can be included.

제3 서브 픽셀(SP3)은 제3 포토다이오드(PD3) 및 제3 전송 게이트 트랜지스터(TG3)를 포함할 수 있다. 제3 포토다이오드(PD3)는 접지 전압(GND)이 인가되는 접지 노드와 제3 전송 게이트 트랜지스터(TG3)의 사이에 연결될 수 있다. 제3 전송 게이트 트랜지스터(TG3)는 제3 전송 게이트 라인(TGL3)에 연결되는 게이트, 제3 포토다이오드(PD3)에 연결되는 제1 노드, 그리고 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The third subpixel SP3 may include a third photodiode PD3 and a third transfer gate transistor TG3. The third photodiode PD3 may be connected between the ground node to which the ground voltage GND is applied and the third transfer gate transistor TG3. The third transfer gate transistor TG3 has a gate connected to the third transfer gate line TGL3, a first node connected to the third photodiode PD3, and a second node connected to the floating diffusion node FD. It can be included.

제4 서브 픽셀(SP4)은 제4 포토다이오드(PD4) 및 제4 전송 게이트 트랜지스터(TG4)를 포함할 수 있다. 제4 포토다이오드(PD4)는 접지 전압(GND)이 인가되는 접지 노드와 제4 전송 게이트 트랜지스터(TG4)의 사이에 연결될 수 있다. 제4 전송 게이트 트랜지스터(TG4)는 제4 전송 게이트 라인(TGL4)에 연결되는 게이트, 제4 포토다이오드(PD4)에 연결되는 제1 노드, 그리고 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The fourth subpixel SP4 may include a fourth photodiode PD4 and a fourth transfer gate transistor TG4. The fourth photodiode PD4 may be connected between the ground node to which the ground voltage GND is applied and the fourth transfer gate transistor TG4. The fourth transfer gate transistor TG4 has a gate connected to the fourth transfer gate line TGL4, a first node connected to the fourth photodiode PD4, and a second node connected to the floating diffusion node FD. It can be included.

소스 팔로워 트랜지스터(SF)는 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 게이트, 제1 전압(V1)이 인가되는 제1 전압 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 선택 게이트 트랜지스터(SG)의 제1 노드에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The source follower transistor (SF) is connected to the gate connected to the floating diffusion node (FD), the first node connected to the first voltage node to which the first voltage (V1) is applied, and the first node of the selection gate transistor (SG). It may include a connected second node.

선택 게이트 트랜지스터(SG)는 제1 내지 제m 행 라인들(RL1~RLm) 중 대응하는 행 라인에 연결되는 게이트, 소스 팔로워 트랜지스터(SF)의 제2 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 제1 내지 제n 열 라인들(CL1~CLn) 중 대응하는 열 라인에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The selection gate transistor SG includes a gate connected to a corresponding row line among the first to mth row lines RL1 to RLm, a first node connected to the second node of the source follower transistor SF, and a first node connected to the second node of the source follower transistor SF. It may include a second node connected to a corresponding column line among the to nth column lines CL1 to CLn.

동적 변환 이득 트랜지스터(DCG)는 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 연결되는 게이트, 리셋 게이트 트랜지스터(RG)의 제2 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The dynamic conversion gain transistor (DCG) has a gate connected to the dynamic conversion gain line (DCGL), a first node connected to the second node of the reset gate transistor (RG), and a second node connected to the floating diffusion node (FD). may include.

리셋 게이트 트랜지스터(RG)는 리셋 게이트 라인(RGL)에 연결되는 게이트, 제1 전압(V1)이 인가되는 제1 전압 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되는 제2 노드를 포함할 수 있다.The reset gate transistor (RG) has a gate connected to the reset gate line (RGL), a first node connected to the first voltage node to which the first voltage (V1) is applied, and a second connected to the floating diffusion node (FD). Can contain nodes.

제1 커패시터(CFD1)는 플로팅 디퓨전 노드(FD)에 연결되어, 플로팅 디퓨전 노드(FD)의 커패시턴스를 증가시킬 수 있다. 예시적으로, 제1 커패시터(CFD1)는 생략될 수 있다. 제2 커패시터(CFD2)는 동적 변환 이득 트랜지스터(DCG) 및 리셋 게이트 트랜지스터(RG) 사이의 노드에 연결되어 커패시턴스를 제공할 수 있다. 예시적으로, 제2 커패시터(CFD2)는 생략될 수 있다.The first capacitor CFD1 may be connected to the floating diffusion node FD to increase the capacitance of the floating diffusion node FD. As an example, the first capacitor CFD1 may be omitted. The second capacitor CFD2 may be connected to a node between the dynamic conversion gain transistor (DCG) and the reset gate transistor (RG) to provide capacitance. Illustratively, the second capacitor CFD2 may be omitted.

본 기재의 실시 예들은 도 14의 픽셀(PX)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 행 드라이버(120)가 제1 전송 게이트 트랜지스터(TG1), 제2 전송 게이트 트랜지스터(TG2), 제3 전송 게이트 트랜지스터(TG3) 및 제4 전송 게이트 트랜지스터(TG4) 중 적어도 하나를 턴-온 하는 동안, 행 드라이버(120)는 리셋 게이트 라인(RGL) 또는 동적 변환 이득 라인(DCGL)에 클램프 전압(예를 들어, 제1 클램프 전압(VCLP1) 또는 제2 클램프 전압(VCLP2))을 인가할 수 있다. 예시적으로, 동적 변환 이득 라인(DCGL) 및 리셋 게이트 라인(RGL)에 인가되는 전압들은 도 5, 도 7, 도 9 및 도 11의 제5 구간(I5) 및 제6 구간(I6)을 참조하여 설명된 바와 같이 조절될 수 있다.Embodiments of the present disclosure may be applied to the pixel (PX) of FIG. 14. For example, the row driver 120 turns on at least one of the first transfer gate transistor TG1, the second transfer gate transistor TG2, the third transfer gate transistor TG3, and the fourth transfer gate transistor TG4. -While on, the row driver 120 applies a clamp voltage (e.g., a first clamp voltage (VCLP1) or a second clamp voltage (VCLP2)) to the reset gate line (RGL) or the dynamic conversion gain line (DCGL). It can be approved. By way of example, the voltages applied to the dynamic conversion gain line (DCGL) and the reset gate line (RGL) refer to the fifth section (I5) and the sixth section (I6) of FIGS. 5, 7, 9, and 11. It can be adjusted as described.

도 15는 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록도이다. 도 16은 도 15의 카메라 모듈의 상세 블록도이다.15 is a block diagram of an electronic device including a multi-camera module. FIG. 16 is a detailed block diagram of the camera module of FIG. 15.

도 15를 참조하면, 전자 장치(1000)는 카메라 모듈 그룹(1100), 응용 프로세서(1200), PMIC(1300) 및 외부 메모리(1400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15 , the electronic device 1000 may include a camera module group 1100, an application processor 1200, a PMIC 1300, and an external memory 1400.

카메라 모듈 그룹(1100)은 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)을 포함할 수 있다. 비록 도면에는 3개의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 배치된 실시 예가 도시되어 있으나, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시 예에서, 카메라 모듈 그룹(1100)은 2개의 카메라 모듈만을 포함하도록 변형되어 실시될 수 있다. 또한, 몇몇 실시 예에서, 카메라 모듈 그룹(1100)은 i개(i는 4 이상의 자연수)의 카메라 모듈을 포함하도록 변형되어 실시될 수도 있다. 예시적으로, 카메라 모듈 그룹(1100)의 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)의 각각은 도 1의 이미지 센서(100)를 포함할 수 있다.The camera module group 1100 may include a plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c. Although the drawing shows an embodiment in which three camera modules 1100a, 1100b, and 1100c are arranged, the embodiments are not limited thereto. In some embodiments, the camera module group 1100 may be modified to include only two camera modules. Additionally, in some embodiments, the camera module group 1100 may be modified to include i camera modules (i is a natural number of 4 or more). By way of example, each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c of the camera module group 1100 may include the image sensor 100 of FIG. 1 .

이하, 도 16을 참조하여, 카메라 모듈(1100b)의 상세 구성에 대해 보다 구체적으로 설명할 것이나, 이하의 설명은 실시 예에 따라 다른 카메라 모듈들(1100a, 1100c)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.Hereinafter, the detailed configuration of the camera module 1100b will be described in more detail with reference to FIG. 16, but the following description may be equally applied to other camera modules 1100a and 1100c depending on the embodiment.

도 16을 참조하면, 카메라 모듈(1100b)은 프리즘(1105), 광학 경로 폴딩 요소(Optical Path Folding Element, 이하, 'OPFE')(1110), 액츄에이터(1130), 이미지 센싱 장치(1140) 및 저장부(1150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16, the camera module 1100b includes a prism 1105, an optical path folding element (OPFE) 1110, an actuator 1130, an image sensing device 1140, and a storage device. It may include unit 1150.

프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1107)을 포함하여 외부로부터 입사되는 광(L)의 경로를 변형시킬 수 있다. The prism 1105 includes a reflective surface 1107 of a light-reflecting material and can change the path of light L incident from the outside.

몇몇 실시 예에서, 프리즘(1105)은 제1 방향(X)으로 입사되는 광(L)의 경로를 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)으로 변경시킬 수 있다. 또한, 프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1107)을 중심축(1106)을 중심으로 A방향으로 회전시키거나, 중심축(1106)을 B방향으로 회전시켜 제1 방향(X)으로 입사되는 광(L)의 경로를 수직인 제2 방향(Y)으로 변경시킬 수 있다. 이때, OPFE(1110)도 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 수직인 제3 방향(Z)로 이동할 수 있다.In some embodiments, the prism 1105 may change the path of light L incident in the first direction X to the second direction Y perpendicular to the first direction X. In addition, the prism 1105 rotates the reflecting surface 1107 of the light reflecting material in the A direction about the central axis 1106, or rotates the central axis 1106 in the B direction in the first direction (X). The path of the incident light (L) can be changed to the vertical second direction (Y). At this time, the OPFE 1110 may also move in the third direction (Z) perpendicular to the first direction (X) and the second direction (Y).

몇몇 실시 예에서, 도시된 것과 같이, 프리즘(1105)의 A방향 최대 회전 각도는 플러스(+) A방향으로는 15도(degree) 이하이고, 마이너스(-) A방향으로는 15도보다 클 수 있으나, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, as shown, the maximum rotation angle of the prism 1105 in direction A may be less than 15 degrees in the plus (+) A direction and greater than 15 degrees in the minus (-) A direction. However, the embodiments are not limited thereto.

몇몇 실시 예에서, 프리즘(1105)은 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 20도 내외, 또는 10도에서 20도, 또는 15도에서 20도 사이로 움직일 수 있고, 여기서, 움직이는 각도는 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 동일한 각도로 움직이거나, 1도 내외의 범위로 거의 유사한 각도까지 움직일 수 있다.In some embodiments, the prism 1105 may move about 20 degrees in the plus (+) or minus (-) B direction, or between 10 degrees and 20 degrees, or between 15 degrees and 20 degrees, where the moving angle is plus. It can move at the same angle in the (+) or minus (-) B direction, or it can move to an almost similar angle within a range of about 1 degree.

몇몇 실시 예에서, 프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1107)을 중심축(1106)의 연장 방향과 평행한 제3 방향(예를 들어, Z방향)으로 이동할 수 있다.In some embodiments, the prism 1105 may move the reflective surface 1107 of the light reflecting material in a third direction (eg, Z direction) parallel to the extending direction of the central axis 1106.

OPFE(1110)는 예를 들어 j(여기서, j는 자연수)개의 그룹으로 이루어진 광학 렌즈를 포함할 수 있다. j개의 렌즈는 제2 방향(Y)으로 이동하여 카메라 모듈(1100b)의 광학 줌 배율(optical zoom ratio)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100b)의 기본 광학 줌 배율을 Z라고할 때, OPFE(1110)에 포함된 m개의 광학 렌즈를 이동시킬 경우, 카메라 모듈(1100b)의 광학 줌 배율은 3Z 또는 5Z 또는 5Z 이상의 광학 줌 배율로 변경될 수 있다.OPFE 1110 may include, for example, an optical lens comprised of j groups (where j is a natural number). The j lenses may change the optical zoom ratio of the camera module 1100b by moving in the second direction (Y). For example, assuming that the basic optical zoom magnification of the camera module 1100b is Z, when moving the m optical lenses included in the OPFE 1110, the optical zoom magnification of the camera module 1100b is 3Z or 5Z or The optical zoom magnification can be changed to 5Z or higher.

액츄에이터(1130)는 OPFE(1110) 또는 광학 렌즈(이하, 광학 렌즈로 지칭)를 특정 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어 액츄에이터(1130)는 정확한 센싱을 위해 이미지 센서(1142)가 광학 렌즈의 초점 거리(focal length)에 위치하도록 광학 렌즈의 위치를 조정할 수 있다.The actuator 1130 may move the OPFE 1110 or an optical lens (hereinafter referred to as an optical lens) to a specific position. For example, the actuator 1130 may adjust the position of the optical lens so that the image sensor 1142 is located at the focal length of the optical lens for accurate sensing.

이미지 센싱 장치(1140)는 이미지 센서(1142), 제어 로직(1144) 및 메모리(1146)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(1142)는 광학 렌즈를 통해 제공되는 광(L)을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱할 수 있다.The image sensing device 1140 may include an image sensor 1142, control logic 1144, and memory 1146. The image sensor 1142 can sense an image of a sensing object using light (L) provided through an optical lens.

제어 로직(1144)은 카메라 모듈(1100b)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(1144)은 제어 신호 라인(CSLb)을 통해 제공된 제어 신호에 따라 카메라 모듈(1100b)의 동작을 제어할 수 있다. The control logic 1144 may control the overall operation of the camera module 1100b. For example, the control logic 1144 may control the operation of the camera module 1100b according to a control signal provided through the control signal line CSLb.

메모리(1146)는 캘리브레이션 데이터(1147)와 같은 카메라 모듈(1100b)의 동작에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 캘리브레이션 데이터(1147)는 카메라 모듈(1100b)이 외부로부터 제공된 광(L)을 이용하여 이미지 데이터를 생성하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 캘리브레이션 데이터(1147)는 예를 들어, 앞서 설명한 회전도(degree of rotation)에 관한 정보, 초점 거리(focal length)에 관한 정보, 광학 축(optical axis)에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1100b)이 광학 렌즈의 위치에 따라 초점 거리가 변하는 멀티 스테이트(multi state) 카메라 형태로 구현될 경우, 캘리브레이션 데이터(1147)는 광학 렌즈의 각 위치별(또는 스테이트별) 초점 거리 값과 오토 포커싱(auto focusing)과 관련된 정보를 포함할 수 있다.The memory 1146 may store information necessary for the operation of the camera module 1100b, such as calibration data 1147. The calibration data 1147 may include information necessary for the camera module 1100b to generate image data using light L provided from the outside. The calibration data 1147 may include, for example, information about the degree of rotation described above, information about the focal length, and information about the optical axis. When the camera module 1100b is implemented as a multi-state camera whose focal length changes depending on the position of the optical lens, the calibration data 1147 includes the focal length value for each position (or state) of the optical lens. May include information related to auto focusing.

저장부(1150)는 이미지 센서(1142)를 통해 센싱된 이미지 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(1150)는 이미지 센싱 장치(1140)의 외부에 배치될 수 있으며, 이미지 센싱 장치(1140)를 구성하는 센서 칩과 스택된(stacked) 형태로 구현될 수 있다. 몇몇 실시 예에서, 저장부(1150)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)으로 구현될 수 있으나 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다.The storage unit 1150 may store image data sensed through the image sensor 1142. The storage unit 1150 may be placed outside the image sensing device 1140 and may be implemented in a stacked form with a sensor chip constituting the image sensing device 1140. In some embodiments, the storage unit 1150 may be implemented as an Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), but the embodiments are not limited thereto.

도 15와 도 16을 함께 참조하면, 몇몇 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각은 액츄에이터(1130)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각은 그 내부에 포함된 액츄에이터(1130)의 동작에 따른 서로 동일하거나 서로 다른 캘리브레이션 데이터(1147)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 15 and 16 together, in some embodiments, each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may include an actuator 1130. Accordingly, each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may include the same or different calibration data 1147 according to the operation of the actuator 1130 included therein.

몇몇 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 1100b)은 앞서 설명한 프리즘(1105)과 OPFE(1110)를 포함하는 폴디드 렌즈(folded lens) 형태의 카메라 모듈이고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 1100a, 1100b)은 프리즘(1105)과 OPFE(1110)가 포함되지 않은 버티컬(vertical) 형태의 카메라 모듈일 수 있으나, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, one camera module (e.g., 1100b) of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c is a folded lens including the prism 1105 and OPFE 1110 described above. type camera module, and the remaining camera modules (e.g., 1100a, 1100b) may be vertical type camera modules that do not include the prism 1105 and OPFE 1110, but embodiments are limited to this. It doesn't work.

몇몇 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 1100c)은 예를 들어, IR(Infrared Ray)을 이용하여 깊이(depth) 정보를 추출하는 버티컬 형태의 깊이 카메라(depth camera)일 수 있다. 이 경우, 응용 프로세서(1200)는 이러한 깊이 카메라로부터 제공받은 이미지 데이터와 다른 카메라 모듈(예를 들어, 1100a 또는 1100b)로부터 제공받은 이미지 데이터를 병합(merge)하여 3차원 깊이 이미지(3D depth image)를 생성할 수 있다.In some embodiments, one camera module (e.g., 1100c) among the plurality of camera modules (1100a, 1100b, 1100c) is a vertical camera module that extracts depth information using, for example, IR (Infrared Ray). It may be a type of depth camera. In this case, the application processor 1200 merges the image data provided from the depth camera and the image data provided from another camera module (e.g., 1100a or 1100b) to create a 3D depth image. can be created.

몇몇 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 1100a, 1100b)은 서로 다른 관측 시야(Field of View, 시야각)를 가질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 1100a, 1100b)의 광학 렌즈가 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In some embodiments, at least two camera modules (eg, 1100a, 1100b) among the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may have different fields of view (field of view). In this case, for example, the optical lenses of at least two camera modules (eg, 1100a, 1100b) among the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may be different from each other, but are not limited thereto.

또한, 몇몇 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각의 시야각은 서로 다를 수 있다. 이 경우, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 포함된 광학 렌즈 역시 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Additionally, in some embodiments, the viewing angles of each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may be different. In this case, optical lenses included in each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may also be different from each other, but are not limited thereto.

몇몇 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각은 서로 물리적으로 분리되어 배치될 수 있다. 즉, 하나의 이미지 센서(1142)의 센싱 영역을 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 분할하여 사용하는 것이 아니라, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각의 내부에 독립적인 이미지 센서(1142)가 배치될 수 있다.In some embodiments, each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may be arranged to be physically separated from each other. That is, rather than dividing the sensing area of one image sensor 1142 into multiple camera modules 1100a, 1100b, and 1100c, an independent image is generated inside each of the multiple camera modules 1100a, 1100b, and 1100c. Sensor 1142 may be placed.

다시 도 15를 참조하면, 응용 프로세서(1200)는 이미지 처리 장치(1210), 메모리 컨트롤러(1220), 내부 메모리(1230)를 포함할 수 있다. 응용 프로세서(1200)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)과 분리되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 응용 프로세서(1200)와 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 별도의 반도체 칩으로 서로 분리되어 구현될 수 있다.Referring again to FIG. 15 , the application processor 1200 may include an image processing device 1210, a memory controller 1220, and an internal memory 1230. The application processor 1200 may be implemented separately from the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c. For example, the application processor 1200 and the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may be implemented separately as separate semiconductor chips.

이미지 처리 장치(1210)는 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c), 이미지 생성기(1214) 및 카메라 모듈 컨트롤러(1216)를 포함할 수 있다.The image processing device 1210 may include a plurality of sub-image processors 1212a, 1212b, and 1212c, an image generator 1214, and a camera module controller 1216.

이미지 처리 장치(1210)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)의 개수에 대응하는 개수의 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)를 포함할 수 있다.The image processing device 1210 may include a plurality of sub-image processors 1212a, 1212b, and 1212c corresponding to the number of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c.

각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 서로 분리된 이미지 신호 라인(ISLa, ISLb, ISLc)을 통해 대응되는 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100a)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLa)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212a)에 제공되고, 카메라 모듈(1100b)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLb)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212b)에 제공되고, 카메라 모듈(1100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLc)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212c)에 제공될 수 있다. 이러한 이미지 데이터 전송은 예를 들어, MIPI(Mobile Industry Processor Interface)에 기반한 카메라 직렬 인터페이스(CSI; Camera Serial Interface)를 이용하여 수행될 수 있으나, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다. Image data generated from each camera module 1100a, 1100b, and 1100c may be provided to the corresponding sub-image processors 1212a, 1212b, and 1212c through separate image signal lines (ISLa, ISLb, and ISLc). For example, image data generated from the camera module 1100a is provided to the sub-image processor 1212a through the image signal line (ISLa), and image data generated from the camera module 1100b is provided to the image signal line (ISLb). The image data generated from the camera module 1100c may be provided to the sub-image processor 1212c through the image signal line (ISLc). Such image data transmission may be performed using, for example, a Camera Serial Interface (CSI) based on Mobile Industry Processor Interface (MIPI), but embodiments are not limited thereto.

한편, 몇몇 실시 예에서, 하나의 서브 이미지 프로세서가 복수의의 카메라 모듈에 대응되도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 서브 이미지 프로세서(1212a)와 서브 이미지 프로세서(1212c)가 도시된 것처럼 서로 분리되어 구현되는 것이 아니라 하나의 서브 이미지 프로세서로 통합되어 구현되고, 카메라 모듈(1100a)과 카메라 모듈(1100c)로부터 제공된 이미지 데이터는 선택 소자(예를 들어, 멀티플렉서) 등을 통해 선택된 후, 통합된 서브 이미지 프로세서에 제공될 수 있다.Meanwhile, in some embodiments, one sub-image processor may be arranged to correspond to a plurality of camera modules. For example, the sub-image processor 1212a and the sub-image processor 1212c are not implemented separately from each other as shown, but are implemented integrated into one sub-image processor, and the camera module 1100a and the camera module 1100c Image data provided from may be selected through a selection element (eg, multiplexer) and then provided to the integrated sub-image processor.

각각의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)에 제공된 이미지 데이터는 이미지 생성기(1214)에 제공될 수 있다. 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보(Generation Information) 또는 모드 신호(Mode Signal)에 따라 각각의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)로부터 제공된 이미지 데이터를 이용하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.Image data provided to each sub-image processor 1212a, 1212b, and 1212c may be provided to the image generator 1214. The image generator 1214 may generate an output image using image data provided from each sub-image processor 1212a, 1212b, and 1212c according to image generation information or mode signal.

구체적으로, 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 중 적어도 일부를 병합(merge)하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.Specifically, the image generator 1214 merges at least some of the image data generated from the camera modules 1100a, 1100b, and 1100c with different viewing angles according to the image generation information or mode signal to produce an output image. can be created. Additionally, the image generator 1214 may generate an output image by selecting one of the image data generated from the camera modules 1100a, 1100b, and 1100c having different viewing angles according to the image generation information or mode signal. .

몇몇 실시 예에서, 이미지 생성 정보는 줌 신호(zoom signal or zoom factor)를 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시 예에서, 모드 신호는 예를 들어, 유저(user)로부터 선택된 모드에 기초한 신호일 수 있다.In some embodiments, the image generation information may include a zoom signal or zoom factor. Additionally, in some embodiments, the mode signal may be, for example, a signal based on a mode selected by a user.

이미지 생성 정보가 줌 신호(줌 팩터)이고, 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 서로 다른 관측 시야(시야각)를 갖는 경우, 이미지 생성기(1214)는 줌 신호의 종류에 따라 서로 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 줌 신호가 제1 신호일 경우, 카메라 모듈(1100a)로부터 출력된 이미지 데이터와 카메라 모듈(1100c)로부터 출력된 이미지 데이터를 병합한 후, 병합된 이미지 신호와 병합에 사용하지 않은 카메라 모듈(1100b)로부터 출력된 이미지 데이터를 이용하여, 출력 이미지를 생성할 수 있다. 만약, 줌 신호가 제1 신호와 다른 제2 신호일 경우, 이미지 생성기(1214)는 이러한 이미지 데이터 병합을 수행하지 않고, 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)로부터 출력된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 하지만, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 이미지 데이터를 처리하는 방법은 얼마든지 변형되어 실시될 수 있다.When the image generation information is a zoom signal (zoom factor) and each camera module (1100a, 1100b, 1100c) has a different observation field (viewing angle), the image generator 1214 performs different operations depending on the type of zoom signal. can be performed. For example, when the zoom signal is the first signal, the image data output from the camera module 1100a and the image data output from the camera module 1100c are merged, and then the merged image signal and the camera module not used for merging are merged. An output image can be generated using the image data output from 1100b. If the zoom signal is a second signal different from the first signal, the image generator 1214 does not merge the image data and uses one of the image data output from each camera module 1100a, 1100b, and 1100c. You can select to create an output image. However, the embodiments are not limited to this, and the method of processing image data may be modified and implemented as necessary.

몇몇 실시 예에서, 이미지 생성기(1214)는 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c) 중 적어도 하나로부터 노출 시간이 상이한 복수의 이미지 데이터를 수신하고, 복수의 이미지 데이터에 대하여 HDR(high dynamic range) 처리를 수행함으로써, 다이나믹 레인지가 증가된 병합된 이미지 데이터를 생성할 수 있다.In some embodiments, the image generator 1214 receives a plurality of image data with different exposure times from at least one of the plurality of sub-image processors 1212a, 1212b, and 1212c, and generates high dynamic range (HDR) data for the plurality of image data. ) By performing processing, merged image data with increased dynamic range can be generated.

카메라 모듈 컨트롤러(1216)는 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 생성된 제어 신호는 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb, CSLc)을 통해 대응되는 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공될 수 있다.The camera module controller 1216 may provide control signals to each camera module 1100a, 1100b, and 1100c. The control signal generated from the camera module controller 1216 may be provided to the corresponding camera modules 1100a, 1100b, and 1100c through separate control signal lines (CSLa, CSLb, and CSLc).

복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 어느 하나는 줌 신호를 포함하는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라 마스터(master) 카메라(예를 들어, 1100b)로 지정되고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 1100a, 1100c)은 슬레이브(slave) 카메라로 지정될 수 있다. 이러한 정보는 제어 신호에 포함되어, 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb, CSLc)을 통해 대응되는 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공될 수 있다.One of the plurality of camera modules (1100a, 1100b, 1100c) is designated as a master camera (e.g., 1100b) according to image generation information or mode signals including a zoom signal, and the remaining camera modules (e.g., For example, 1100a, 1100c) can be designated as slave cameras. This information may be included in the control signal and provided to the corresponding camera modules 1100a, 1100b, and 1100c through separate control signal lines (CSLa, CSLb, and CSLc).

줌 팩터 또는 동작 모드 신호에 따라 마스터 및 슬레이브로서 동작하는 카메라 모듈이 변경될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100a)의 시야각이 카메라 모듈(1100b)의 시야각보다 넓고, 줌 팩터가 낮은 줌 배율을 나타낼 경우, 카메라 모듈(1100b)이 마스터로서 동작하고, 카메라 모듈(1100a)이 슬레이브로서 동작할 수 있다. 반대로, 줌 팩터가 높은 줌 배율을 나타낼 경우, 카메라 모듈(1100a)이 마스터로서 동작하고, 카메라 모듈(1100b)이 슬레이브로서 동작할 수 있다.Camera modules operating as master and slave can be changed depending on the zoom factor or operation mode signal. For example, when the viewing angle of the camera module 1100a is wider than that of the camera module 1100b and the zoom factor indicates a low zoom ratio, the camera module 1100b operates as a master and the camera module 1100a operates as a slave. It can operate as . Conversely, when the zoom factor indicates a high zoom magnification, the camera module 1100a may operate as a master and the camera module 1100b may operate as a slave.

몇몇 실시 예에서, 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공되는 제어 신호는 싱크 인에이블 신호(sync enable) 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100b)이 마스터 카메라이고, 카메라 모듈들(1100a, 1100c)이 슬레이브 카메라인 경우, 카메라 모듈 컨트롤러(1216)는 카메라 모듈(1100b)에 싱크 인에이블 신호를 전송할 수 있다. 이러한 싱크 인에이블 신호를 제공받은 카메라 모듈(1100b)은 제공받은 싱크 인에이블 신호를 기초로 싱크 신호(sync signal)를 생성하고, 생성된 싱크 신호를 싱크 신호 라인(SSL)을 통해 카메라 모듈들(1100a, 1100c)에 제공할 수 있다. 카메라 모듈(1100b)과 카메라 모듈들(1100a, 1100c)은 이러한 싱크 신호에 동기화되어 이미지 데이터를 응용 프로세서(1200)에 전송할 수 있다.In some embodiments, the control signal provided from the camera module controller 1216 to each camera module 1100a, 1100b, and 1100c may include a sync enable signal. For example, if the camera module 1100b is a master camera and the camera modules 1100a and 1100c are slave cameras, the camera module controller 1216 may transmit a sync enable signal to the camera module 1100b. The camera module 1100b that receives this sync enable signal generates a sync signal based on the sync enable signal, and transmits the generated sync signal to the camera modules (1100b) through the sync signal line (SSL). 1100a, 1100c). The camera module 1100b and the camera modules 1100a and 1100c may be synchronized to this sync signal and transmit image data to the application processor 1200.

몇몇 실시 예에서, 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공되는 제어 신호는 모드 신호에 따른 모드 정보를 포함할 수 있다. 이러한 모드 정보에 기초하여 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 센싱 속도와 관련하여 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작할 수 있다. In some embodiments, a control signal provided from the camera module controller 1216 to the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may include mode information according to the mode signal. Based on this mode information, the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may operate in a first operation mode and a second operation mode in relation to the sensing speed.

복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 제1 동작 모드에서, 제1 속도로 이미지 신호를 생성(예를 들어, 제1 프레임 레이트의 이미지 신호를 생성)하여 이를 제1 속도보다 높은 제2 속도로 인코딩(예를 들어, 제1 프레임 레이트보다 높은 제2 프레임 레이트의 이미지 신호를 인코딩)하고, 인코딩된 이미지 신호를 응용 프로세서(1200)에 전송할 수 있다. 이때, 제2 속도는 제1 속도의 30배 이하일 수 있다. In a first operation mode, the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c generate an image signal at a first rate (e.g., generate an image signal at a first frame rate) and transmit it to a second rate higher than the first rate. The image signal may be encoded at a higher rate (for example, an image signal of a second frame rate higher than the first frame rate), and the encoded image signal may be transmitted to the application processor 1200. At this time, the second speed may be 30 times or less than the first speed.

응용 프로세서(1200)는 수신된 이미지 신호, 다시 말해서 인코딩된 이미지 신호를 내부에 구비되는 내부 메모리(1230) 또는 응용 프로세서(1200) 외부의 메모리(1400)에 저장하고, 이후, 내부 메모리(1230) 또는 외부의 메모리(1400)로부터 인코딩된 이미지 신호를 독출하여 디코딩하고, 디코딩된 이미지 신호에 기초하여 생성되는 이미지 데이터를 디스플레이할 수 있다. 예컨대 이미지 처리 장치(1210)의 복수의 서브 프로세서들(1212a, 1212b, 1212c) 중 대응하는 서브 프로세서가 디코딩을 수행할 수 있으며, 또한 디코딩된 이미지 신호에 대하여 이미지 처리를 수행할 수 있다.The application processor 1200 stores the received image signal, that is, the encoded image signal, in the internal memory 1230 provided inside or the memory 1400 outside the application processor 1200, and then stores the received image signal, that is, the encoded image signal, in the internal memory 1230 or the memory 1400 external to the application processor 1200. Alternatively, the encoded image signal may be read from the external memory 1400, decoded, and image data generated based on the decoded image signal may be displayed. For example, a corresponding subprocessor among the plurality of subprocessors 1212a, 1212b, and 1212c of the image processing device 1210 may perform decoding and may also perform image processing on the decoded image signal.

복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 제2 동작 모드에서, 제1 속도보다 낮은 제3 속도로 이미지 신호를 생성(예를 들어, 제1 프레임 레이트보다 낮은 제3 프레임 레이트의 이미지 신호를 생성)하고, 이미지 신호를 응용 프로세서(1200)에 전송할 수 있다. 응용 프로세서(1200)에 제공되는 이미지 신호는 인코딩되지 않은 신호일 수 있다. 응용 프로세서(1200)는 수신되는 이미지 신호에 대하여 이미지 처리를 수행하거나 또는 이미지 신호를 내부의 메모리(1230) 또는 외부의 메모리(1400)에 저장할 수 있다.In the second operation mode, the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c generate image signals at a third rate lower than the first rate (for example, generate image signals at a third frame rate lower than the first frame rate). generation) and transmit the image signal to the application processor 1200. The image signal provided to the application processor 1200 may be an unencoded signal. The application processor 1200 may perform image processing on a received image signal or store the image signal in the internal memory 1230 or the external memory 1400.

PMIC(1300)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 전력, 예컨대 전원 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, PMIC(1300)는 응용 프로세서(1200)의 제어 하에, 파워 신호 라인(PSLa)을 통해 카메라 모듈(1100a)에 제1 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLb)을 통해 카메라 모듈(1100b)에 제2 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLc)을 통해 카메라 모듈(1100c)에 제3 전력을 공급할 수 있다.The PMIC 1300 may supply power, for example, a power supply voltage, to each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c. For example, the PMIC 1300, under the control of the application processor 1200, supplies first power to the camera module 1100a through the power signal line (PSLa) and the camera module (1100a) through the power signal line (PSLb). Second power may be supplied to 1100b), and third power may be supplied to the camera module 1100c through the power signal line (PSLc).

PMIC(1300)는 응용 프로세서(1200)로부터의 전력 제어 신호(PCON)에 응답하여, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 대응하는 전력을 생성하고, 또한, 전력의 레벨을 조정할 수 있다. 전력 제어 신호(PCON)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)의 동작 모드 별 전력 조정 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드는 저전력 모드(low power mode)를 포함할 수 있으며, 이때, 전력 제어 신호(PCON)는 저전력 모드로 동작하는 카메라 모듈 및 설정되는 전력 레벨에 대한 정보를 포함할 수 있다. 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 제공되는 전력들의 레벨은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 또한, 전력의 레벨은 동적으로 변경될 수 있다.The PMIC 1300 can generate power corresponding to each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c in response to the power control signal (PCON) from the application processor 1200, and also adjust the power level. there is. The power control signal (PCON) may include a power adjustment signal for each operation mode of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c. For example, the operation mode may include a low power mode, and in this case, the power control signal (PCON) may include information about the camera module operating in the low power mode and the set power level. The levels of power provided to each of the plurality of camera modules 1100a, 1100b, and 1100c may be the same or different from each other. Additionally, the level of power may change dynamically.

예시적으로, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 이미지 센서(100)는 도 16의 이미지 센서(1142)에 대응할 수 있다. 이미지 센서(1142)는 전송 게이트를 통해 포토다이오드에 누적된 전자들을 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하는 동안, 플로팅 디퓨전 노드에 연결된 적어도 하나의 트랜지스터, 예를 들어 동적 변환 이득 트랜지스터, 리셋 게이트 트랜지스터, 또는 동적 변환 이득 트랜지스터 및 리셋 게이트 트랜지스터에 접지 전압 대신에 클램프 전압을 인가함으로써 플로팅 디퓨전 노드의 전압을 클램핑할 수 있다. 따라서, 강한 빛이 입사됨에 따라 이미지 데이터에서 밴드 노이즈가 발생하는 것이 방지될 수 있다.By way of example, the image sensor 100 described with reference to FIGS. 1 to 14 may correspond to the image sensor 1142 of FIG. 16 . While the image sensor 1142 dumps electrons accumulated in the photodiode through the transfer gate to the floating diffusion node, at least one transistor connected to the floating diffusion node, for example, a dynamic conversion gain transistor, a reset gate transistor, or a dynamic conversion node. The voltage of the floating diffusion node can be clamped by applying a clamp voltage to the gain transistor and reset gate transistor instead of the ground voltage. Accordingly, band noise can be prevented from occurring in image data when strong light is incident.

도 17은 본 기재의 실시 예에 따른 이미지 센서(200) 또는 카메라 모듈(1100b)을 포함하는 전자 장치(2000)를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 17을 참조하면, 전자 장치(2000)는 메인 프로세서(2100), 터치 패널(2200), 터치 구동 회로(2202)(TDI)(Touch Driver IC), 디스플레이 패널(2300), 디스플레이 구동 회로(2302)(DDI)(Display Driver IC), 시스템 메모리(2400), 스토리지 장치(2500), 오디오 처리기(2600), 통신 블록(2700), 이미지 처리기(2800), 그리고 사용자 인터페이스(2900)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 전자 장치(2000)는 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 서버, 워크스테이션, 이동식 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 디지털 카메라, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블(Wearable) 장치 등과 같은 다양한 전자 장치 중 하나일 수 있다. 전자장치(2000)는 자동차, 전기 자동차, 자율주행 자동차 등과 같은 차량에 탑재되는 전장 시스템(예를 들어, 자율주행 시스템 또는 인포테인먼트 시스템 등)일 수 있다.FIG. 17 is a block diagram illustrating an electronic device 2000 including an image sensor 200 or a camera module 1100b according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 17, the electronic device 2000 includes a main processor 2100, a touch panel 2200, a touch driver circuit 2202 (TDI) (Touch Driver IC), a display panel 2300, and a display driver circuit 2302. ) (DDI) (Display Driver IC), system memory (2400), storage device (2500), audio processor (2600), communication block (2700), image processor (2800), and user interface (2900). there is. In an exemplary embodiment, the electronic device 2000 includes a personal computer, a laptop computer, a server, a workstation, a mobile communication terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable media player (PMP), a digital camera, a smartphone, a tablet computer, It may be one of various electronic devices such as wearable devices. The electronic device 2000 may be an electronic system (eg, an autonomous driving system or an infotainment system, etc.) mounted on a vehicle such as a car, electric vehicle, or self-driving car.

메인 프로세서(2100)는 전자 장치(2000)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 메인 프로세서(2100)는 전자 장치(2000)의 구성 요소들의 동작들을 제어/관리할 수 있다. 메인 프로세서(2100)는 전자 장치(2000)를 동작시키기 위해 다양한 연산을 처리할 수 있다. 터치 패널(2200)은 터치 구동 회로(2202)의 제어에 따라 사용자로부터의 터치 입력을 감지하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 패널(2300)은 디스플레이 구동 회로(2302)의 제어에 따라 영상 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. The main processor 2100 may control overall operations of the electronic device 2000. The main processor 2100 can control/manage the operations of components of the electronic device 2000. The main processor 2100 can process various operations to operate the electronic device 2000. The touch panel 2200 may be configured to detect a touch input from the user under the control of the touch driving circuit 2202. The display panel 2300 may be configured to display image information under the control of the display driving circuit 2302.

시스템 메모리(2400)는 전자 장치(2000)의 동작에 이용되는 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 시스템 메모리(2400)는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, 및/또는 PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magneto-resistive RAM), ReRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferro-electric RAM) 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.The system memory 2400 may store data used in the operation of the electronic device 2000. For example, the system memory 2400 may include volatile memory such as Static Random Access Memory (SRAM), Dynamic RAM (DRAM), Synchronous DRAM (SDRAM), and/or Phase-change RAM (PRAM), Magneto-resistive RAM (MRAM), etc. ), Resistive RAM (ReRAM), and Ferro-electric RAM (FRAM).

스토리지 장치(2500)는 전원 공급에 관계없이 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 스토리지 장치(2500)는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 다양한 불휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 스토리지 장치(2500)는 전자 장치(2000)의 내장 메모리 및/또는 착탈식 메모리를 포함할 수 있다. The storage device 2500 can store data regardless of power supply. As an example, the storage device 2500 may include at least one of various non-volatile memories such as flash memory, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM, etc. As an example, the storage device 2500 may include built-in memory and/or removable memory of the electronic device 2000.

오디오 처리기(2600)는 오디오 신호 처리기(2610)를 이용하여 오디오 신호를 처리할 수 있다. 오디오 처리기(2600)는 마이크(2620)를 통해 오디오 입력을 수신하거나, 스피커(2630)를 통해 오디오 출력을 제공할 수 있다. 통신 블록(2700)은 안테나(2710)를 통해 외부 장치/시스템과 신호를 교환할 수 있다. 통신 블록(2700)의 송수신기(2720) 및 MODEM(Modulator/Demodulator, 2730)은 LTE(Long Term Evolution), WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access), GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multiple Access), Bluetooth, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless Fidelity), RFID(Radio Frequency Identification) 등과 같은 다양한 무선 통신 규약 중 적어도 하나에 따라, 외부 장치/시스템과 교환되는 신호를 처리할 수 있다.The audio processor 2600 can process an audio signal using the audio signal processor 2610. The audio processor 2600 may receive audio input through the microphone 2620 or provide audio output through the speaker 2630. The communication block 2700 may exchange signals with an external device/system through the antenna 2710. The transceiver 2720 and MODEM (Modulator/Demodulator, 2730) of the communication block 2700 are LTE (Long Term Evolution), WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access), GSM (Global System for Mobile communication), and CDMA (Code Division Multiple) Signals exchanged with external devices/systems can be processed according to at least one of various wireless communication protocols such as Bluetooth, NFC (Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless Fidelity), and RFID (Radio Frequency Identification). there is.

이미지 처리기(2800)는 렌즈(2810)를 통해 광을 수신할 수 있다. 이미지 처리기(2800)에 포함되는 이미지 장치(2820) 및 이미지 신호 처리기(2830)(ISP)(Image Signal Processor)는 수신된 광에 기초하여, 외부 객체에 관한 이미지 정보를 생성할 수 있다. 사용자 인터페이스(2900)는 터치 패널(2200), 디스플레이 패널(2300), 오디오 처리기(2600) 및 이미지 처리기(2800)를 제외한, 사용자와 정보를 교환할 수 있는 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(2900)는 키보드, 마우스, 프린터, 프로젝터, 다양한 센서들, 인체 통신 장치 등을 포함할 수 있다.The image processor 2800 may receive light through the lens 2810. The image device 2820 and the image signal processor 2830 (ISP) included in the image processor 2800 may generate image information about an external object based on the received light. The user interface 2900 may include an interface for exchanging information with a user, excluding the touch panel 2200, display panel 2300, audio processor 2600, and image processor 2800. The user interface 2900 may include a keyboard, mouse, printer, projector, various sensors, human body communication devices, etc.

전자 장치(2000)는 전력 관리 회로(2010)(PMIC)(Power Management IC) 및 배터리(2020)를 더 포함할 수 있다. 전력 관리 회로(2010)는 배터리(2020)로부터 공급되는 전원으로부터 내부 전원을 생성하고, 내부 전원을 메인 프로세서(2100), 터치 패널(2200), 터치 구동 회로(2202)(TDI)(Touch Driver IC), 디스플레이 패널(2300), 디스플레이 구동 회로(2302)(DDI)(Display Driver IC), 시스템 메모리(2400), 스토리지 장치(2500), 오디오 처리기(2600), 통신 블록(2700), 이미지 처리기(2800), 그리고 사용자 인터페이스(2900)에 제공할 수 있다.The electronic device 2000 may further include a power management circuit 2010 (PMIC) (Power Management IC) and a battery 2020. The power management circuit 2010 generates internal power from the power supplied from the battery 2020, and supplies internal power to the main processor 2100, the touch panel 2200, and the touch driving circuit 2202 (TDI) (Touch Driver IC). ), display panel 2300, display driving circuit 2302 (DDI) (Display Driver IC), system memory 2400, storage device 2500, audio processor 2600, communication block 2700, image processor ( 2800), and may be provided to a user interface 2900.

전자 장치(2000)의 구성 요소들의 각각은 안전 모니터기(SM)를 포함할 수 있다. 또한, 전자 장치(2000)의 구성 요소들 사이의 채널에 안전 모니터기(SM)가 결합될 수 있다. 안전 모니터기(SM)는 구성 요소들 그리고 구성 요소들 사이의 채널들이 오동작을 유발하는 것을 검출하고, 오동작이 검출되면 경고 신호를 메인 프로세서(2100)로 전송할 수 있다. 안전 모니터기(SM)는 ISO26262 또는 ASIL에 기반하여 구현될 수 있다.Each of the components of the electronic device 2000 may include a safety monitor (SM). Additionally, a safety monitor (SM) may be coupled to a channel between components of the electronic device 2000. The safety monitor (SM) detects that components and channels between components cause malfunction, and when a malfunction is detected, it can transmit a warning signal to the main processor 2100. The safety monitor (SM) can be implemented based on ISO26262 or ASIL.

이미지 장치(1820)는 도 15 및 도 16을 참조하여 설명된 카메라 모듈(1100b)에 대응할 수 있다. 이미지 장치(1820)는 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 이미지 센서(100)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(1142)는 전송 게이트를 통해 포토다이오드에 누적된 전자들을 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하는 동안, 플로팅 디퓨전 노드에 연결된 적어도 하나의 트랜지스터, 예를 들어 동적 변환 이득 트랜지스터, 리셋 게이트 트랜지스터, 또는 동적 변환 이득 트랜지스터 및 리셋 게이트 트랜지스터에 접지 전압 대신에 클램프 전압을 인가함으로써 플로팅 디퓨전 노드의 전압을 클램핑할 수 있다. 따라서, 강한 빛이 입사됨에 따라 이미지 데이터에서 밴드 노이즈가 발생하는 것이 방지될 수 있다.The imaging device 1820 may correspond to the camera module 1100b described with reference to FIGS. 15 and 16 . The image device 1820 may include the image sensor 100 described with reference to FIGS. 1 to 14 . While the image sensor 1142 dumps electrons accumulated in the photodiode through the transfer gate to the floating diffusion node, at least one transistor connected to the floating diffusion node, for example, a dynamic conversion gain transistor, a reset gate transistor, or a dynamic conversion node. The voltage of the floating diffusion node can be clamped by applying a clamp voltage to the gain transistor and reset gate transistor instead of the ground voltage. Accordingly, band noise can be prevented from occurring in image data when strong light is incident.

상술된 실시 예들에서, 제1, 제2, 제3 등의 용어들을 사용하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성 요소들이 설명되었다. 그러나 제1, 제2, 제3 등과 같은 용어들은 구성 요소들을 서로 구별하기 위해 사용되며, 본 발명을 한정하지 않는다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3 등과 같은 용어들은 순서 또는 임의의 형태의 수치적 의미를 내포하지 않는다.In the above-described embodiments, components according to the technical idea of the present invention have been described using terms such as first, second, third, etc. However, terms such as first, second, third, etc. are used to distinguish components from each other and do not limit the present invention. For example, terms such as first, second, third, etc. do not imply order or any form of numerical meaning.

상술된 실시 예들에서, 블록들을 사용하여 본 발명의 실시 예들에 따른 구성 요소들이 참조되었다. 블록들은 IC (Integrated Circuit), ASIC (Application Specific IC), FPGA (Field Programmable Gate Array), CPLD (Complex Programmable Logic Device) 등과 같은 다양한 하드웨어 장치들, 하드웨어 장치들에서 구동되는 펌웨어, 응용과 같은 소프트웨어, 또는 하드웨어 장치와 소프트웨어가 조합된 형태로 구현될 수 있다. 또한, 블록들은 IC 내의 반도체 소자들로 구성되는 회로들 또는 IP(Intellectual Property)로 등록된 회로들을 포함할 수 있다.In the above-described embodiments, components according to embodiments of the present invention have been referenced using blocks. Blocks include various hardware devices such as IC (Integrated Circuit), ASIC (Application Specific IC), FPGA (Field Programmable Gate Array), CPLD (Complex Programmable Logic Device), software such as firmware and applications running on the hardware devices, Alternatively, it may be implemented as a combination of a hardware device and software. Additionally, blocks may include circuits composed of semiconductor elements in an IC or circuits registered as IP (Intellectual Property).

상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described details are specific embodiments for carrying out the present invention. The present invention will include not only the above-described embodiments, but also embodiments that can be simply changed or easily changed in design. In addition, the present invention will also include technologies that can be easily modified and implemented using the embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents of the present invention as well as the claims described later.

100: 이미지 센서
110: 픽셀 어레이
120: 행 드라이버
130: 램프 신호 생성기
140: 아날로그-디지털 변환 회로
150: 메모리 회로
160: 타이밍 생성기
100: image sensor
110: pixel array
120: row driver
130: Ramp signal generator
140: Analog-digital conversion circuit
150: memory circuit
160: Timing generator

Claims (10)

복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 복수의 픽셀들의 각각은 포토다이오드, 상기 포토다이오드 및 플로팅 디퓨전 노드 사이의 전송 게이트 트랜지스터, 그리고 상기 플로팅 디퓨전 노드와 제1 전압이 공급되는 제1 전압 노드 사이의 제1 트랜지스터를 포함하는 픽셀 어레이;
행 라인들을 통해 상기 복수의 픽셀들의 행들에 연결되고, 상기 복수의 행 라인들 중 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압을 인가함으로써 상기 제1 트랜지스터를 턴-온 하여 상기 플로팅 디퓨전 노드를 리셋하고 그리고 상기 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하여 상기 포토다이오드에 집적된 전자들을 상기 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하도록 구성되는 행 드라이버; 그리고
열 라인들을 통해 상기 복수의 픽셀들의 열들에 연결되고, 상기 선택된 행의 픽셀들로부터 픽셀 값들을 검출하도록 구성되는 아날로그-디지털 변환 회로를 포함하고,
상기 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 상기 행 드라이버는 상기 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하는 동안 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 상기 제2 전압보다 낮은 클램프 전압을 인가하도록 구성되는 이미지 센서.
Comprising a plurality of pixels, each of the plurality of pixels includes a photodiode, a transfer gate transistor between the photodiode and a floating diffusion node, and a first voltage node between the floating diffusion node and a first voltage node to which a first voltage is supplied. a pixel array including transistors;
connected to rows of the plurality of pixels through row lines, and turning the first transistor by applying a second voltage to the gate of the first transistor for each of the pixels in a selected row among the plurality of row lines. a row driver configured to turn on to reset the floating diffusion node and turn on the transfer gate transistor to dump electrons integrated in the photodiode into the floating diffusion node; and
an analog-to-digital conversion circuit coupled to the columns of the plurality of pixels through column lines and configured to detect pixel values from pixels in the selected row,
For each of the pixels in the selected row, the row driver is configured to apply a clamp voltage lower than the second voltage to the gate of the first transistor while turning on the transfer gate transistor.
제1항에 있어서,
상기 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하는 전압은 상기 클램프 전압보다 높은 이미지 센서.
According to paragraph 1,
An image sensor wherein the voltage that turns on the transmission gate transistor is higher than the clamp voltage.
제1항에 있어서,
상기 클램프 전압은 접지 전압보다 높은 이미지 센서.
According to paragraph 1,
The image sensor where the clamp voltage is higher than the ground voltage.
제1항에 있어서,
상기 행 드라이버는:
구동 전압이 인가되는 게이트, 상기 제2 전압이 인가되는 제1 노드, 그리고 각 픽셀의 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 연결되는 제2 노드를 포함하는 제1 PMOS 트랜지스터;
상기 구동 전압이 인가되는 게이트, 각 픽셀의 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 연결되는 제1 노드, 그리고 제2 노드를 포함하는 제1 NMOS 트랜지스터;
클램프 인에이블 신호가 인가되는 게이트, 상기 제1 NMOS 트랜지스터의 제2 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 접지 노드에 연결되는 제2 노드를 포함하는 제2 NMOS 트랜지스터;
상기 클램프 인에이블 신호가 인가되는 게이트, 상기 클램프 전압이 인가되는 제1 노드, 그리고 각 픽셀의 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 연결되는 제2 노드를 포함하는 제2 PMOS 트랜지스터를 포함하는 이미지 센서.
According to paragraph 1,
The row driver is:
A first PMOS transistor including a gate to which a driving voltage is applied, a first node to which the second voltage is applied, and a second node connected to the gate of the first transistor of each pixel;
a first NMOS transistor including a gate to which the driving voltage is applied, a first node connected to the gate of the first transistor of each pixel, and a second node;
a second NMOS transistor including a gate to which a clamp enable signal is applied, a first node connected to a second node of the first NMOS transistor, and a second node connected to a ground node;
An image sensor comprising a second PMOS transistor including a gate to which the clamp enable signal is applied, a first node to which the clamp voltage is applied, and a second node connected to the gate of the first transistor of each pixel.
제1항에 있어서,
상기 복수의 픽셀들의 각각은 상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 플로팅 디퓨전 노드 사이의 제2 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 상기 행 드라이버는 상기 제1 트랜지스터의 게이트 및 상기 제2 트랜지스터의 게이트에 동시에 상기 제2 전압을 인가함으로써 상기 플로팅 디퓨전 노드를 리셋하도록 구성되는 이미지 센서.
According to paragraph 1,
Each of the plurality of pixels further includes a second transistor between the first transistor and the second floating diffusion node,
For each of the pixels in the selected row, the row driver is configured to reset the floating diffusion node by simultaneously applying the second voltage to the gate of the first transistor and the gate of the second transistor.
제5항에 있어서,
상기 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 상기 행 드라이버는 상기 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하는 동안 상기 제2 트랜지스터의 게이트에 상기 제2 전압보다 낮은 제2 클램프 전압을 인가하도록 구성되는 이미지 센서.
According to clause 5,
For each of the pixels in the selected row, the row driver is configured to apply a second clamp voltage lower than the second voltage to the gate of the second transistor while turning on the transfer gate transistor.
제6항에 있어서,
상기 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 상기 행 드라이버는 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 상기 제1 클램프 전압을 인가한 후에 상기 제2 트랜지스터의 게이트에 상기 제2 클램프 전압을 인가하도록 구성되는 이미지 센서.
According to clause 6,
For each of the pixels in the selected row, the row driver is configured to apply the first clamp voltage to the gate of the first transistor and then apply the second clamp voltage to the gate of the second transistor.
제6항에 있어서,
상기 행 드라이버는:
구동 전압이 인가되는 게이트, 상기 제2 전압이 인가되는 제1 노드, 그리고 각 픽셀의 상기 제2 트랜지스터의 게이트에 연결되는 제2 노드를 포함하는 제1 PMOS 트랜지스터;
상기 구동 전압이 인가되는 게이트, 각 픽셀의 상기 제2 트랜지스터의 게이트에 연결되는 제1 노드, 그리고 제2 노드를 포함하는 제1 NMOS 트랜지스터;
클램프 인에이블 신호가 인가되는 게이트, 상기 제1 NMOS 트랜지스터의 제2 노드에 연결되는 제1 노드, 그리고 접지 노드에 연결되는 제2 노드를 포함하는 제2 NMOS 트랜지스터;
상기 클램프 인에이블 신호가 인가되는 게이트, 상기 제2 클램프 전압이 인가되는 제1 노드, 그리고 각 픽셀의 상기 제2 트랜지스터의 게이트에 연결되는 제2 노드를 포함하는 제2 PMOS 트랜지스터를 포함하는 이미지 센서.
According to clause 6,
The row driver is:
A first PMOS transistor including a gate to which a driving voltage is applied, a first node to which the second voltage is applied, and a second node connected to the gate of the second transistor of each pixel;
a first NMOS transistor including a gate to which the driving voltage is applied, a first node connected to the gate of the second transistor of each pixel, and a second node;
a second NMOS transistor including a gate to which a clamp enable signal is applied, a first node connected to a second node of the first NMOS transistor, and a second node connected to a ground node;
An image sensor including a second PMOS transistor including a gate to which the clamp enable signal is applied, a first node to which the second clamp voltage is applied, and a second node connected to the gate of the second transistor of each pixel. .
이미지 데이터를 생성하도록 구성되는 이미지 센서; 그리고
상기 이미지 센서로부터 수신된 상기 이미지 데이터를 교정하여 교정된 이미지 데이터를 생성하도록 구성되는 로직 회로를 포함하고,
상기 이미지 센서는:
복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 복수의 픽셀들의 각각은 포토다이오드, 상기 포토다이오드 및 플로팅 디퓨전 노드 사이의 전송 게이트 트랜지스터, 그리고 상기 플로팅 디퓨전 노드와 제1 전압이 공급되는 제1 전압 노드 사이의 제1 트랜지스터를 포함하는 픽셀 어레이;
행 라인들을 통해 상기 복수의 픽셀들의 행들에 연결되고, 선택된 행의 픽셀들의 독출 시에, 상기 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압을 인가함으로써 상기 제1 트랜지스터를 턴-온 하여 상기 플로팅 디퓨전 노드를 리셋하고 그리고 상기 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하여 상기 포토다이오드에 집적된 전자들을 상기 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하도록 구성되는 행 드라이버; 그리고
열 라인들을 통해 상기 복수의 픽셀들의 열들에 연결되고, 상기 선택된 행의 픽셀들로부터 픽셀 값들을 검출하도록 구성되는 아날로그-디지털 변환 회로를 포함하고,
상기 선택된 행의 픽셀들의 각각에서, 상기 전송 게이트 트랜지스터가 턴-온 되는 동안 상기 제1 트랜지스터는 콰지-온 되는 카메라 모듈.
An image sensor configured to generate image data; and
A logic circuit configured to correct the image data received from the image sensor to generate corrected image data,
The image sensor is:
Comprising a plurality of pixels, each of the plurality of pixels includes a photodiode, a transmission gate transistor between the photodiode and a floating diffusion node, and a first voltage node between the floating diffusion node and a first voltage node to which a first voltage is supplied. a pixel array including transistors;
It is connected to rows of the plurality of pixels through row lines, and when reading pixels of a selected row, a second voltage is applied to the gate of the first transistor for each of the pixels in the selected row, so that the first transistor a row driver configured to turn on to reset the floating diffusion node and turn on the transfer gate transistor to dump electrons integrated in the photodiode into the floating diffusion node; and
an analog-to-digital conversion circuit coupled to the columns of the plurality of pixels through column lines and configured to detect pixel values from pixels in the selected row,
In each of the pixels of the selected row, the first transistor is turned on while the transmission gate transistor is turned on.
복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 복수의 픽셀들의 각각은 포토다이오드, 상기 포토다이오드 및 플로팅 디퓨전 노드 사이의 전송 게이트 트랜지스터, 그리고 상기 플로팅 디퓨전 노드와 제1 전압이 공급되는 제1 전압 노드 사이의 제1 트랜지스터를 포함하는 이미지 센서의 동작 방법에 있어서:
상기 복수의 픽셀들 중 선택된 행의 픽셀들의 각각에 대해, 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 제2 전압을 인가함으로써 상기 제1 트랜지스터를 턴-온 하여 상기 플로팅 디퓨전 노드를 리셋하는 단계; 그리고
상기 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하여 상기 포토다이오드에 집적된 전자들을 상기 플로팅 디퓨전 노드로 덤핑하고, 그리고 상기 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 하는 동안 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압보다 낮고 그리고 접지 전압보다 높은 클램프 전압을 인가하는 단계를 포함하는 동작 방법.
Comprising a plurality of pixels, each of the plurality of pixels includes a photodiode, a transfer gate transistor between the photodiode and a floating diffusion node, and a first voltage node between the floating diffusion node and a first voltage node to which a first voltage is supplied. In a method of operating an image sensor including a transistor:
For each pixel in a selected row among the plurality of pixels, turning on the first transistor by applying a second voltage to the gate of the first transistor to reset the floating diffusion node; and
Turning on the transfer gate transistor to dump electrons integrated in the photodiode into the floating diffusion node, and while turning on the transfer gate transistor, the first voltage and the first voltage are applied to the gate of the first transistor. 2. A method of operation comprising applying a clamp voltage that is lower than the voltage and higher than the ground voltage.
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