KR20240082130A

KR20240082130A - 이미지 데이터 획득을 위한 전자 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20240082130A
Application number: KR1020230004052A
Authority: KR
Inventors: 문인아; 박재형; 조현철; 강가왕; 김동수; 김윤정; 송병주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-12-01
Filing date: 2023-01-11
Publication date: 2024-06-10

Abstract

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 전자 장치는 입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드, 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 출력되는 신호를 저장하는 확산 노드, 및 상기 하나 이상의 포토 다이오드, 및 상기 확산 노드와 작동적으로 연결된 제어 회로를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 상기 제어 회로는, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 광 신호가 입사되어 저장된 신호가 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 오버 플로우에 의해 획득된 제1 데이터를 생성하고, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성하고, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일 영상 프레임에 포함시켜 이미지 처리 장치로 전송하도록 설정될 수 있다.

Description

이미지 데이터 획득을 위한 전자 장치 및 그 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR OBTAINING IMAGE DATA AND METHOD OF THE SAME}

본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 이미지 데이터 획득을 위한 전자 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 전자 장치들은 다양한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰은 기본적인 음성 통신 기능에 추가적으로, 근거리 무선 통신(예: 블루투스(bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), 또는 NFC (near field communication) 등) 기능, 이동 통신(3G(generation), 4G, 5G 등) 기능, 음악 또는 동영상 재생 기능, 영상 촬영 기능, 또는 네비게이션 기능과 같은 다양한 기능을 제공할 수 있다.

전자 장치는 영상 촬영 기능을 제공하기 위해 전자 장치 내 이미지를 획득하기 위한 이미지 센서를 구비하고, 이미지 센서로부터 획득된 이미지들을 이용하여 높은 동적 대역(HDR, high dynamic range) 영상을 생성하기 위한 기술을 개발하고 있다.

상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련된 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 대하여 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드, 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 출력되는 신호를 저장하는 확산 노드, 및/또는 상기 하나 이상의 포토 다이오드, 상기 확산 노드와 작동적으로 연결된 제어 회로를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 상기 제어 회로는, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 광 신호가 입사되어 저장된 신호가 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 제1 데이터를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 상기 제어 회로는, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 상기 제어 회로는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일한 영상 프레임에 포함시켜 이미지 처리 장치로 전송하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 이미지 센서 및 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 이미지 센서는, 입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드, 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 출력되는 신호를 저장하는 확산 노드, 및 상기 하나 이상의 포토 다이오드, 상기 확산 노드와 작동적으로 연결된 제어 회로를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로는, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 광 신호가 입사되어 저장된 신호가 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 오버 플로우에 의해 획득된 제1 데이터를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제어 회로는, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성하고, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일 영상 프레임에 포함시켜 상기 이미지 시그널 프로세서로 전송할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 시그널 프로세서는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 각각 수신하고 이에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 방법은 입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 출력하고, 이에 기초하여 오버 플로우에 의해 획득된 제1 데이터를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 방법은, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 방법은, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일 영상 프레임에 포함시켜 이미지 처리 장치로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되거나 기록 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 카메라 모듈을 예시하는 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따르면 전자 장치를 예시하는 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이미지 신호 획득을 위한 회로도의 예들을 도시한다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이미지 신호 획득 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이미지 신호를 획득하기 위한 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이미지 데이터 처리 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이미지 데이터 처리 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9, 도 10 및 도 11은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이미지 신호를 획득하기 위한 회로의 동작의 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 다양한 실시예에 따르면 전자 장치의 이미지 데이터 획득 동작을 설명하기 위한 흐름도의 일 예이다.
도 13은 다양한 실시예에 따르면 전자 장치의 이미지 데이터 획득 동작을 설명하기 위한 흐름도의 일 예이다.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.

무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.

상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다. .

도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈(180)을 예시하는 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 카메라 모듈(180)은 렌즈 어셈블리(210), 플래쉬(220), 이미지 센서(230), 이미지 스태빌라이저(240), 메모리(250)(예: 버퍼 메모리), 또는 이미지 시그널 프로세서(260)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 복수의 렌즈 어셈블리(210)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(180)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)를 형성할 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(210)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, f 넘버(f number), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 어셈블리의 렌즈 속성들과 다른 하나 이상의 렌즈 속성들을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다.

플래쉬(220)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 일실시예에 따르면, 플래쉬(220)는 하나 이상의 발광 다이오드들(예: RGB(red-green-blue) LED, white LED, infrared LED, 또는 ultraviolet LED), 또는 xenon lamp를 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)는 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(210)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 센서(230)는, 예를 들면, RGB 센서, BW(black and white) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나의 이미지 센서, 동일한 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들, 또는 다른 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)에 포함된 각각의 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device) 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서를 이용하여 구현될 수 있다.

이미지 스태빌라이저(240)는 카메라 모듈(180) 또는 이를 포함하는 전자 장치(101)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(210)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(230)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지 센서(230)의 동작 특성을 제어(예: 리드 아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 이는 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향의 적어도 일부를 보상하게 해 준다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)은 카메라 모듈(180)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(180) 또는 전자 장치(101)의 그런 움직임을 감지할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있다. 메모리(250)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지의 적어도 일부를 다음 이미지 처리 작업을 위하여 적어도 일시 저장할 수 있다. 예를 들어, 셔터에 따른 이미지 획득이 지연되거나, 또는 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 이미지(예: Bayer-patterned 이미지 또는 높은 해상도의 이미지)는 메모리(250)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상도의 이미지)는 디스플레이 모듈(160)을 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(250)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일실시예에 따르면, 메모리(250)는 메모리(130)의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.

이미지 시그널 프로세서(260)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(250)에 저장된 이미지에 대하여 하나 이상의 이미지 처리들을 수행할 수 있다. 상기 하나 이상의 이미지 처리들은, 예를 들면, 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(260)는 카메라 모듈(180)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(230))에 대한 제어(예: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(250)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(180)의 외부 구성 요소(예: 메모리(130), 디스플레이 모듈(160), 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))로 제공될 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(260)는 프로세서(120)의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(120)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)이 프로세서(120)과 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 적어도 하나의 이미지는 프로세서(120)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 디스플레이 모듈(160)를 통해 표시될 수 있다.

일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(180)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.

일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(300)(예: 도 2의 이미지 센서(230))의 블록도의 예시이다.

다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300)는 광전 변환부(310), 제어 회로(320), 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 포함할 수 있다. 도 3은 전자 장치(300)의 일부 구성 요소를 도시할 수 있으며, 도시된 구성 요소는 일 예로서, 각 구성 요소는 동일한 기능을 갖는 복수개의 구성 요소를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따른, 광전 변환부(310)는 광전 효과를 이용하여 빛을 전기신호로 변환하며, 예를 들어 복수개의 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들면 전자 장치(300)는 복수의 포토 다이오드(예: 4개 또는 8개 등)를 단위 화소로 동작하도록 구현할 수 있으며, 광전 변환부(310)는 단위 화소에 대응하는 복수개의 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 이하, 광전 변환부(310)는 포토 다이오드로도 칭할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 두 개 이상의 확산 노드를 포함할 수 있으며, 예시에서는 2개의 확산 노드(예: 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340))로 구현되었으나 실시예들은 이에 한정되지 않으며 확산 노드의 개수는 하나 또는 그 이상일 수 있다. 예를 들면 확산 노드의 개수가 하나로 구현되는 경우 이하 설명하는 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)의 구성 및 기능은 하나의 확산 노드로 구현될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)는 상기 포토 다이오드(310)로부터 출력되는 신호를 수신하고 이에 대응하는 데이터를 생성하기 위한 구성 요소일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)는FD(floating diffusion) 구조를 가질 수 있다. 예를 들면 제1 확산 노드(330)는 적어도 포토 다이오드(310)의 최대 커패시티(예: full well capacity, FWC)에 대응하는 커패시티를 가질 수 있다. 예를 들면 제2 확산 노드(340)는 포토 다이오드(310)의 커패시티 보다 적어도 같거나 큰 커패시티를 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 포토 다이오드(310), 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)와 작동적으로 연결되어, 포토 다이오드(310)로부터 출력되는 신호가, 제1 확산 노드(330) 및/또는 제2 확산 노드(340)를 통해 출력되도록 제어하여 이에 대응하는 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 광 신호가 포토 다이오드(310)에 입사되어 전기 신호로 변환될 수 있으며, 포토 다이오드(310)로부터 출력된 신호는 제1 확산 노드(330) 및/또는 제2 확산 노드(340)로 출력되어, 제어 회로(320)에 의해 이에 대응하는 데이터(예: 디지털 신호)가 생성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는, 예를 들면 낮은 휘도의 광 신호가 포토 다이오드(310)에 입사됨에 따라, 포토 다이오드(310)에 저장된 신호를 제1 확산 노드(330)로 출력하도록 하고 이에 대응하는 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는, 예를 들면 높은 휘도의 광 신호가 포토 다이오드(310)로 입사됨에 따라, 포토 다이오드(310)로부터 오버 플로우된 제1 신호를 먼저 출력하고, 이후 포토 다이오드(310)에 저장된 제2 신호를 출력하도록 할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 포토 다이오드(310)에서 신호가 오버 플로우됨을 확인하고, 오버 플로우되는 제1 신호가 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)로 출력되도록 함으로써, 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 통해 제1 신호를 출력하고 이에 대응하는 제1 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 포토 다이오드(310)로부터 오버 플로우된 제1 신호가 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 통해 출력된 이후, 포토 다이오드(310)에 남은 신호를 제1 확산 노드(330)를 통해 제2 신호로 출력되도록 하고 이에 대응하는 제2 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)에 의해 획득되는 이미지는 상술한 바와 같이 획득된 제1 데이터 및 제2 데이터에 의해 동적 범위(DR, dynamic range)가, 예를 들면 가시 세계의 전 영역을 표현할 수 있도록, 확장될 수 있다. 여기서, 동적 범위란 이미지에서 휘도 표현이 가능한 범위를 나타내기 위해 사용되는 용어로서, 어두운 영역과 밝은 영역 간의 밝기 차이의 비(Ratio) 또는 밝기 표현이 가능한 범위를 나타낼 수 있다. 이미지 획득시 이미지 내에서 동적 범위가 넓고 암부로부터 명부에 이르기까지 밝기 표현이 잘 될수록 좋은 HDR(High Dynamic Range) 이미지를 얻을 수 있다.

예를 들면, 실제 가시 세계의 동적 범위는 일반적인 이미지 센서로 획득하는 영상의 범위보다 넓으며, 일반적인 이미지 센서는 시간적 또는 공간적으로 다수의 노출이 다른, 즉 밝기가 다른 영상 프레임들을 획득하고 합성함으로써 동적 범위(DR)를 확장하고 있다. 다만, 일반적인 이미지 센서로부터 획득되는 서로 다른 영상 프레임들은 시차 또는 공간차, 손떨림, 피사체의 움직임 등으로 인한 노이즈 및/또는 다량의 연산량과 같은 다양한 문제점이 있을 수 있다.

다양한 실시예에 따르면 전자 장치(300)는 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340) 구조를 통해, 2중 데이터 구조를 구현함으로써 암부와 명부 표현이 충분하도록 할 수 있으며, 시차, 공간차, 손떨림, 또는 피사체의 움직임 등으로 인한 노이즈를 줄일 수 있으며 연산량을 줄일 수 있다. 예를 들면 전자 장치(300)는 암부 표현을 위해 제1 확산 노드(330)를 이용할 수 있으며, 이미지의 명부 표현을 위해 제1 확산 노드(330)와 제2 확산 노드(340)를 이용함으로써 FWC(full well capacity)를 보다 크게 확장하여 명부가 포화되지 않도록 할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(30)는 복수의 포토 다이오드에 대해 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 공유하도록 함으로써, 전자 장치(300)의 픽셀 크기에 큰 영향 없이 FWC(full well capacity)를 확장하는 효과를 나타낼 수 있으며, 이에 따라 이미지의 동적 범위를 높일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 포토 다이오드(310)에 저장되는 신호를, 예를 들면 2개의 동작을 통해, 출력하도록 할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 동작 1에서 포토 다이오드(310)로부터 오버 플로우된 신호에 해당하는 제1 신호를 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 통해 출력하고, 동작 2에서 포토 다이오드(310)에 남은 신호를 제1 확산 노드(330)를 통해 제2 신호로 출력하도록 할 수 있다. 예를 들면, 포토 다이오드(310) 중 어느 하나의 포토 다이오드에 저장되는 신호가 오버 플로우되면, 해당 포토 다이오드로부터 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 통해 동작 1에서 출력되는 제1 신호에 대응하는 제1 데이터는 '0'이 아닌 값에 대응할 수 있다. 예를 들면, 포토 다이오드(310) 중 어느 하나에 저장되는 신호가 오버 플로우되지 않은 경우, 해당 포토 다이오드로부터 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 통해 동작 1에서 출력되는 제1 신호에 대응하는 제1 데이터는 '0'에 대응할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 통해 출력되는 오버 플로우된 신호에 대응하는 제1 신호에 기초하여 생성된 제1 데이터 및 제1 확산 노드(330)를 통해 출력되는 제2 신호에 기초하여 생성된 데이터를 처리하여 이미지 데이터 처리 장치(예: 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260))로 전송할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 전자 장치(300)에 의해 획득된 데이터는 제1 데이터 및 제2 데이터를 각각 식별될 수 있도록 구별하여 이미지 시그널 프로세서(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면 제어 회로(320)는 제1 데이터 및 제2 데이터를 서로 다른 채널(virtual channel)로 분리하여 이미지 시그널 프로세서(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면 제어 회로(320)는 제1 데이터 및 제2 데이터를 동일한 영상 프레임의 서로 다른 영역 또는 위치에 각각 포함시켜 이미지 시그널 프로세서(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 제1 데이터 및 제2 데이터에 대해 각각 제1 데이터 식별자 및 제2 데이터 식별자를 부가하고, 동일한 영상 프레임에 포함시켜 이미지 시그널 프로세서(260)로 전송할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))의 이미지 신호 획득 회로도의 예들을 설명한다.

도 4a의 회로도(400)는, 전자 장치(300)의 이미지 신호 획득을 위한 일부 구성 요소를 도시할 수 있으며, 도시된 구성 요소는 일 예로서, 대체, 추가, 삭제 또는 변경이 가능할 수 있다.

다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300)의 회로도(400)는 예를 들면 단위 화소(예: 2x2 픽셀 구조)에 대응하는 회로 구조를 나타낼 수 있다.

다양한 실시예에 따르면 전자 장치(300)는 회로도(400)에 도시된 단위 화소의 어레이를 포함할 수 있다.

도 4a를 참조하면, 전자 장치(300)는 단위 화소에 포함된 복수의 포토 다이오드(예: 4개의 포토 다이오드)(PD1, PD2, PD3, PD4)에 대응하여 제1 플로팅 확산 노드(FD1)와 제2 플로팅 확산 노드(FD2)를 구비할 수 있다.

일 실시예에 따르면 카메라(예: 도 1 또는 도 2의 카메라 모듈(180))의 동작에 따라 광 신호가 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 입사됨에 따라 이에 대응하여 전기적 신호(예: 전하)가 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 저장될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 저장된 신호는 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 동작에 따라 제1 확산 노드(floating diffusion node)(FD1)로 전송될 수 있다. 이러한 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 동작에 따라 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)는 리셋될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 대해 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 배리어(barrier)를 낮춤으로써 광 신호가 입사됨에 따라 저장되는 전기적 신호가 오버 플로우되도록 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 오버플로우된 제1 신호는 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 확산 노드(floating diffusion node)(FD2)로 전송될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 노광이 수행되는 동안 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 오버플로우된 제1 신호는, 제1 확산 노드(FD1) 및/또는 제2 확산 노드(floating diffusion node)(FD2)로 전송될 수 있다. 이를 위해, 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 배리어(potential barrier)를 지정된 값으로 낮출 수 있으며, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 오버플로우된 제1 신호는 제1 확산 노드(FD1)로 흐를 수 있다. 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 오버플로우된 제1 신호는 제1 확산 노드(FD1)로 흐르고 확산 트랜스퍼 게이트(Tr)의 동작(예: 스위칭 동작)에 따라 제2 확산 노드(floating diffusion node)(FD2)로 전송될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 확산 노드(FD2)는 예를 들어 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)의 커패시티 또는 제1 확산 노드(FD1) 보다 적어도 같거나 큰 커패시티를 갖도록 구현될 수 있다. 제2 확산 노드(FD2)가 큰 커패시티를 갖도록 구현함에 따라 명부에 대한 밝기 표현 범위가 보다 더 확장될 수 있다. 한편, 확산 노드가 하나로 구현되는 경우 확산 노드의 커패시티는 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)의 커패시티와 같거나 더 큰 커패시티를 갖도록 구현될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 저장된 제2 신호는 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 동작에 따라 제1 확산 노드(FD1)로 전송될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 소스 팔로워(Source Follower) 구조(410)를 통해, 제1 확산 노드(FD1)와 제2 확산 노드(FD2)로부터 출력되는 제1 신호를 읽을(read out) 수 있다.

일 실시예에 따르면, 소스 팔로워 구조(410)를 통해 제1 확산 노드(FD1)로부터 출력되는 제2 신호를 읽을(read out) 수 있다.

일 실시예에 따르면, 리셋 게이트(RG)의 동작을 통해 제1 확산 노드(FD1), 제2 확산 노드(FD2) 및/또는 제3 확산 노드(예: 도 4b의 제3 확산 노드(FD3))를 리셋시키도록 할 수 있다.

도 4b의 회로도(450)는, 전자 장치(300)의 이미지 신호 획득을 위한 일부 구성 요소를 도시할 수 있으며, 도시된 구성 요소는 일 예로서, 대체, 추가, 삭제 또는 변경이 가능할 수 있다.

다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300)의 회로도(450)는 예를 들면 단위 화소 (예: 2x2 픽셀 구조)에 대응하는 회로 구조를 나타낼 수 있다.

다양한 실시예에 따르면 전자 장치(300)는 회로도(450)에 도시된 단위 화소의 어레이를 포함할 수 있다.

도 4b를 참조하면, 전자 장치(300)는 단위 화소에 포함된 복수의 포토 다이오드(예: 4개의 포토 다이오드)(PD1, PD2, PD3, PD4)에 대응하여 제1 플로팅 확산 노드(FD1)와 제2 플로팅 확산 노드(FD2)를 구비할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 저장된 신호는 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 동작에 따라 제1 확산 노드(floating diffusion node)(FD1) 및/또는 제2 확산 노드(FD2)로 전송될 수 있다. 이러한 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4) 및/또는 리셋 게이트(RG)의 동작에 따라 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)는 리셋될 수 있다.

도 4b의 회로도(450)는 도 4a의 회로도(400)에 대해 추가로 제3 확산 노드(FD3) 구조를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 제1 확산 노드(FD1)와는 컨버전 게인(conversion gain)이 다른 제3 확산 노드(FD3)를 추가하여 이미지의 동적 범위를 추가로 확장할 수 있다. 예를 들면, 오버 플로우된 제1 신호는 제3 확산 노드(FD3)로는 전송되지 않을 수 있다. 예를 들면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 저장된 제2 신호는, DCG(double conversion gain) 게이트 구조를 통해, 제1 확산 노드(FD1)와 제3 확산 노드(FD3)로 나뉘어 전송될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 대해 커패시티 이상의 광 신호가 입사됨에 따라 저장되는 전기적 신호가 오버 플로우될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 배리어를 낮춤에 따라, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 오버플로우된 제1 신호는 제1 확산 노드(FD1)로 흐를 수 있다.

일 실시예에 따르면, 노광이 수행되는 동안 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 오버플로우된 제1 신호는 제1 확산 노드(FD1) 및/또는 제2 확산 노드(floating diffusion node)(FD2)로 전송되도록 할 수 있다. 이를 위해, 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 배리어(potential barrier)를 지정된 값으로 낮출 수 있다. 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)로부터 오버플로우된 제1 신호는 제1 확산 노드(FD1)로 흐르고 확산 트랜스퍼 게이트(Tr)의 동작(예: 스위칭 동작)에 따라 제2 확산 노드(floating diffusion node)(FD2)로 흐르도록 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 확산 노드(FD2)는 예를 들어 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)의 커패시티 보다 큰 커패시티를 갖도록 구현될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 저장된 제2 신호는 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4)의 동작에 따라 제1 확산 노드(FD1)로 전송될 수 있으며, 트랜스퍼 게이트(DCG Tr)의 동작(예: 스위칭 동작)에 따라 제3 확산 노드(FD3)로 전송될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 소스 팔로워(Source Follower) 구조(460)를 통해, 제1 확산 노드(FD1)와 제2 확산 노드(FD2)로부터 출력되는 제1 신호를 읽을(read out) 수 있다.

일 실시예에 따르면, 소스 팔로워 구조(460)를 통해 제1 확산 노드(FD1) 및 제3 확산 노드(FD3)로부터 출력되는 제2 신호를 읽을(read out) 수 있다.

일 실시예에 따르면, 리셋 게이트(RG)의 동작을 통해 제1 확산 노드(FD1), 제2 확산 노드(FD2) 및/또는 제3 확산 노드(FD3)를 리셋시키도록 할 수 있다.

도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))의 이미지 신호 획득 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a 및 도 6b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(300)의 이미지 신호를 획득하기 위한 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a는 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 하나의 포토 다이오드(PD)로부터 신호가 오버 플로우되는 실시예를 나타낼 수 있으며, 도 6b는 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 하나의 포토 다이오드(PD)에 신호가 저장되어 오버 플로우되지 않는 실시예를 나타낼 수 있다.

다양한 실시예에 따르면 도 5의 회로도들은 예를 들면 도 4a에 도시된 회로도(400)를 예를 들어 설명할 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 도 4b에 도시된 회로도(450)의 동작에 대한 설명에도 적용될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 노출 시간이 길어지거나 고 휘도의 광으로 인해 일부 포토 다이오드(PD)에 커패시티 이상의 광 신호가 입사됨에 따라, 포토 다이오드(PD)에 저장되는 전기적 신호가 오버 플로우될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 5의 회로도 (a)에 도시된 바와 같이, 포토 다이오드(PD)로부터 오버플로우된 제1 신호는 제1 확산 노드(floating diffusion node) (FD1) 및 제2 확산 노드 (FD2)로 전송될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 6a의 (a)에서 광 신호는 포토 다이오드(PD)에 의해 전기적 신호(601)로 변환될 수 있다.

도 6a의 (b)에서, 포토 다이오드(PD)에 의해 변환된 전기적 신호 중, 포토 다이오드(PD)의 커패시티를 넘지 않는 범위의 제2 신호(602)는 트랜스퍼 게이트(TG)의 배리어에 의해 포토 다이오드(PD)에 저장될 수 있다.

도 6a의 (b)에서, 포토 다이오드(PD)에 의해 변환된 전기적 신호 중 포토 다이오드(PD)의 커패시티를 초과하는 제1 신호(603)는 트랜스퍼 게이트(TG)의 배리어를 넘어 오버 플로우되어 제1 확산 노드(floating diffusion node) (FD1)로 전송될 수 있으며, 확산 트랜스퍼 게이트(Tr)의 동작에 따라 제2 확산 노드 (FD2)로도 전송될 수 있다.

도 5의 회로도 (b)를 참조하면, 소스 팔로워 구조(510)를 통해 제1 확산 노드(FD1)와 제2 확산 노드(FD2)로부터 제1 신호(603)를 읽을(read out) 수 있다. 이후, 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 확산 노드(FD2)는 리셋될 수 있다.

도 5의 회로도 (c)를 참조하면, 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 신호는 복수의 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2, TG3, TG4) 중 하나 이상의 동작에 의해 제1 확산 노드(FD1)로 전송될 수 있다.

도 6a의 (c) 및 (d)를 참조하면, 포토 다이오드(PD)에 저장된 제2 신호(602)는 트랜스퍼 게이트(TG)의 동작에 따라 제1 확산 노드(FD1)로 전송될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 소스 팔로워 구조(510)를 통해, 제1 확산 노드(FD1)로부터 출력되는 제2 신호(602)를 읽을(read out) 수 있다.

도 6b는, 도 5의 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 하나의 포토 다이오드(PD)에 신호가 저장되고, 오버 플로우되지 않는 실시예를 나타낼 수 있다.

일 실시예에 따르면, 저 휘도의 광으로 인해 일부 포토 다이오드(PD)에 커패시티 이내의 광 신호가 입사됨에 따라, 포토 다이오드(PD)에 전기적 신호가 충분히 저장되고, 전기적 신호가 오버 플로우되지 않을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 6b의 (a)에서 광 신호는 포토 다이오드(PD)에 의해 전기적 신호(611)로 변환될 수 있다.

도 6b의 (b)에서, 포토 다이오드(PD)에 의해 변환된 전기적 신호는, 포토 다이오드(PD)의 커패시티를 넘지 않는 범위로서 트랜스퍼 게이트(TG)의 배리어에 의해 포토 다이오드(PD)에 모두 저장될 수 있다.

도 6b의 (b)에서, 포토 다이오드(PD)에 의해 변환된 전기적 신호 중 포토 다이오드(PD)의 커패시티를 초과하는 신호가 없어 트랜스퍼 게이트(TG)의 배리어를 넘어 오버 플로우되는 신호는 없으며, 제1 확산 노드(floating diffusion node) (FD1) 및 제2 확산 노드 (FD2)로 신호가 전송되지 않음에 따라, 이 경우 오버 플로우되는 제1 신호(612)에 대응하는 값은 '0'으로 설정될 수 있다.

도 6b의 (c) 및 (d)를 참조하면, 포토 다이오드(PD)에 저장된 신호(611)는 트랜스퍼 게이트(TG)의 동작에 따라 제1 확산 노드(FD1)로 전송될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 소스 팔로워 구조(510)를 통해, 제1 확산 노드(FD1)로부터 출력되는 신호를 제2 신호(611)로 읽을(read out) 수 있다.

도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))의 이미지 데이터 처리 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)의 제어 회로(예: 도 3의 제어 회로(320))는 광 신호가 포토 다이오드(예: 도 3의 포토 다이오드(310))에 입사되어 변환된 전기 신호를 제1 확산 노드(예: 도 3의 제1 확산 노드(330)) 및/또는 제2 확산 노드(예: 도 3의 제2 확산 노드(340))로 출력하고, 이에 대응하는 데이터(예: 디지털 신호)를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는, 예를 들면 높은 휘도의 광 신호가 포토 다이오드(310)로 입사됨에 따라, 포토 다이오드(310)로부터 오버 플로우된 제1 신호를 예를 들면 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 통해 출력하여 이에 대응하는 제1 데이터(FD1+FD2)를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 오버 플로우된 제1 신호에 대응하는 제1 데이터 생성 이후, 포토 다이오드(310)에 저장된 제2 신호를 제1 확산 노드(330)를 통해 출력하여 이에 대응하는 제2 데이터(FD1)를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따르면 제어 회로(320)는 제1 데이터 및 제2 데이터를 서로 다른 버추얼 채널(virtual channel)로 분리하여 이미지 시그널 프로세서(260)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드(340)를 통해 출력된 명부를 표현할 수 있는 데이터(예: 제1 데이터(FD1+FD2))는 제1 채널(VC0)로 출력할 수 있으며, 암부를 표현할 수 있는 데이터(예: 제2 데이터(FD1))는 제2 채널(VC1)으로 출력할 수 있다.

일 실시예에 따르면 제어 회로(320)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 데이터 및 제2 데이터를 동일한 영상 프레임의 서로 다른 영역에 각각 포함시켜 이미지 처리 장치(예: 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260))로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어 회로(320)는 제1 데이터 및 제2 데이터에 대해 각각 제1 채널(VC0) 및 제2 채널(VC1)에 각각 할당할 수 있다.

도 7의 (a)를 참조하면, 영상 프레임은 제1 채널(VC0) 및 제2 채널(VC1)이 각각 번갈아 각 행에 포함되도록 구성될 수 있다. 예를 들어 첫번째 행(701) 및 세번째 행(703)에 제1 채널(VC0)을 할당하고, 두번째 행(702) 및 네번째 행(704)에 제2 채널(VC1)이 할당될 수 있다.

일 실시예에 따르면 영상 프레임의 특정 영역에 각각 할당된 각각의 데이터에 대한 채널을 나타내는 식별자를 해당 특정 영역의 특정 위치 또는 필드에 나타낼 수 있다. 예를 들어 영상 프레임의 각 행의 첫번째 필드(705)는 각각 제1 채널(VC0) 또는 제2 채널(VC1)임을 나타낼 수 있는 식별자를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면 각 채널의 영상 데이터는 각각 픽셀 데이터 영역(706)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터를 첫번째 행(701) 또는 세번째 행(703)의 픽셀 데이터 영역(706)에 포함시킬 수 있으며, 해당 픽셀 데이터 영역(706)에 포함된 데이터가 제1 채널(VC0) 데이터임을 나타내는 식별자를, 해당 행(701) 또는 (703)의 특정 위치 또는 필드(705)에 포함시킬 수 있다.

이상, 데이터들을 채널 식별자, 예를 들어 제1 채널(VC0) 또는 제2 채널(VC1)으로 분류하고 동일한 프레임 내에서 출력하는 예를 설명하였으나, 채널 식별자는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 프레임 출력시 DT(data type)을 변경함으로써 상술한 채널 식별자와 같이 데이터를 구별하도록 할 수 있다.

도 7의 (b)를 참조하면, 제1 데이터 및 제2 데이터에 대해 각각 제1 채널 및 제2 채널에 할당하는 경우에도, 영상 프레임 내에서 별도의 영역을 할당하지 않고 픽셀 데이터 영역(716)에 포함시켜 영상 프레임을 구성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 영상 프레임 필드에는 채널을 나타내는 식별자가 포함되지 않을 수 있으며, 영상 프레임 내에서 영역이 구분되지 않고 제1 데이터 및 제2 데이터가 예를 들면 동일한 영역에 포함될 수 있다. 이 경우, 제1 데이터 및 제2 데이터에 대해 각각 해당 데이터가 제1 채널 또는 제2 채널 중 어느 채널에 할당되는지를 나타내는 식별자를, 예를 들면 각 데이터의 최상위 비트에, 표시할 수 있다. 예를 들면 제1 데이터 및 제2 데이터 각각에 대해 제1 채널에 할당됨을 나타내는 제1 데이터 식별자 및 제2 채널에 할당됨을 나타내는 제2 데이터 식별자를, 예를 들면 각 데이터의 최상위 비트에, 별도로 부가하고, 동일한 영상 프레임 내에 포함시켜 이미지 시그널 프로세서(260)로 전송할 수 있다. 이 경우, 제1 데이터 및 제2 데이터는 첫번째 행(711) 또는 두번째 행(712)을 구분하지 않고, 임의의 행의 픽셀 데이터 영역(716)에 포함될 수 있으며, 영상 프레임의 각 행의 개별 필드(715)에는 별도로 할당되는 채널을 나타내는 식별자를 포함하지 않을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 촬상되는 이미지 전체 영역에서 오버 플로우가 발생하지 않으면, 제1 채널(VC0)에 할당되는 제1 데이터는 대부분 0의 픽셀 데이터를 가질 수 있다. 따라서, 제1 채널(VC0)의 제1 데이터는 데이터 압축을 통해 상당량의 데이터를 출력하지 않도록 할 수 있다. 예를 들면 엔트로피 코딩 방식에 기초하여 0값을 제외한 나머지 데이터에 대해서만 위치 및 데이터를 기록하는 방식으로 제1 채널(VC0) 프레임의 출력 데이터를 압축할 수 있다.

도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이미지 데이터 처리 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 제1 데이터 및 제2 데이터에 대해 각각 해당 데이터가 제1 채널 또는 제2 채널 중 어느 채널에 할당되는지를 나타내는 식별자를 표시할 수 있다.

도 8을 참조하면, 제1 데이터를 표시하기 위해, 예를 들면 10개의 비트가 할당되고, 제1 데이터의 채널 식별자를 표시하기 위해 예를 들면 1bit가 할당될 수 있다. 할당된 11개의 비트 중 하위 10개의 비트[2¹⁹:2¹⁰]를 통해 제1 데이터를 표시하고, 상위 1개 비트(801)에는 제1 데이터를 나타내는 식별자(예: 1)를 표시할 수 있다.

일 실시예에 따르면 제1 데이터가 0이 아닌 값으로 출력되면, 해당 포토 다이오드에서 오버플로우가 발생한 경우에 해당하며, 제2 데이터가 포화된 값으로 최대 값이되어 일정하므로 제2 데이터에는 비트를 할당하지 않을 수 있고, 해당 포토 다이오드의 픽셀 값은 제1 데이터 값을 나타내는 11개의 비트 만으로도 나타낼 수 있다.

도 8을 참조하면, 제2 데이터를 표시하기 위해, 예를 들면 10개의 비트가 할당되고, 제2 데이터의 채널 식별자를 표시하기 위해 예를 들면 1bit가 할당될 수 있다. 할당된 11개의 비트 중 하위 10개의 비트[2⁹:2⁰]를 통해 제2 데이터를 표시하고, 상위 1개 비트(802)에는 제2 데이터를 나타내는 식별자(예: 0)를 표시할 수 있다.

일 실시예에 따르면 포토 다이오드에서 오버플로우가 발생하지 않으면 제2 데이터가 포화된 값이 아닌 값으로 출력되어, 제1 데이터가 0인 특정 값으로 출력될 수 있으며, 이경우 오버플로우된 전하 값을 나타내는 제2 데이터의 픽셀 데이터는 0에 해당하여, 해당 포토 다이오드의 픽셀 값은 제2 데이터 값을 나타내는 10개의 비트 만으로 나타낼 수 있다.

도 8은 제1 데이터 및 제2 데이터에 대해 각각 10개의 비트 및 채널 식별자 1개 비트를 할당하여, 데이터를 표시하고 채널을 분리하는 예를 설명하였으나, 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 각 채널에 대해 N개의 비트를 할당하거나 각 채널의 데이터에 서로 다른 비트를 할당할 수도 있다. 예를 들어, 제1 채널(VC0) 데이터에 8bit, 제2 채널(VC1) 데이터에 10bit를 각각 할당할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 두 개의 서로 다른 채널로 분리되어 전송된 제1 채널(VC0)의 제1 데이터 및 제2 채널(VC1)의 제2 데이터에 대해, 이미지 처리 장치(260)는 예를 들면 전체 데이터 비트에서 제1 채널(VC0)의 제1 데이터를 상위 비트(most significant bit)에 할당하고, 제2 채널(VC1)의 제2 데이터를 하위 비트(least significant bit)로 할당하여 두 채널의 데이터를 합성할 수 있다. 예를 들면 제1 채널(VC0)의 제1 데이터가 8bit이고 제2 채널(VC1)의 제2 데이터가 10bit인 예에서, 상위 8bit에 제1 데이터를 할당하고 하위 10bit에 제2 데이터를 할당함으로써 두 채널의 데이터가 합성되어 18bit의 이미지 데이터가 생성될 수 있다. 도 8의 예에서는, 상위 10bit에 제1 데이터의 10개 bit [2¹⁹:2¹⁰]가 할당되고, 하위 10bit에 제2 데이터의 10개 bit [2⁹: 2⁰]이 할당됨으로써 두 채널의 데이터가 합성되어 20bit의 이미지 데이터가 생성될 수 있다. 예를 들면, 제2 데이터가 포화된 값으로 최대 값이되어 일정하여 제2 데이터에는 비트가 할당되지 않고, 제1 데이터 값과 제1 데이터임을 나타내는 1개의 비트를 포함하는 11개의 비트를 수신하면, 이미지 처리 장치는 제1 데이터 임을 나타내는 1개의 비트를 제외한 나머지 10개의 비트의 제1 데이터를 상위 비트에 할당하고 하위 10개 비트에 제2 데이터의 최대값 10개 비트를 할당하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면, 제2 데이터가 포화되지 않은 값으로 제2 데이터 값과 제2 데이터임을 나타내는 1개의 비트를 포함하는 11개의 비트를 수신하면, 이미지 처리 장치는 제2 데이터 임을 나타내는 1개의 비트를 제외한 나머지 10개의 비트의 제2 데이터를 하위 비트에 할당하고 상위 10개 비트에 제1 데이터의 값으로 0을 할당하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따르면 이미지 처리 장치(260)는, 예를 들면 프리뷰 영상 출력시 제2 채널(VC1)의 제2 데이터에 기초하여 SDR(standard dynamic range) 영상을 출력할 수 있으며, 실제 이미지 캡쳐시에는 2개의 채널 데이터, 제1 채널(VC0) 및 제2 채널(VC1)의 2개 채널 데이터를 합성하여 HDR 영상을 획득할 수 있다. 여기서, SDR 영상은 영상의 동적 범위를 확장하지 않은 영상을 의미할 수 있으며, HDR 영상을 구현하기 위해 제1 데이터 및 제2 데이터를 합성하지 않고, 예를 들면 제2 데이터만를 사용하여 출력하는 영상일 수 있다.

도 9, 도 10 및 도 11은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))의 이미지 신호를 획득하기 위한 회로의 동작의 예들을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 실시예들은 예를 들면 고감도 픽셀 및/또는 고감도 컬러 픽셀에 대해서도 적용될 수 있다. 예를 들면 고감도 픽셀의 경우 높은 감도로 인해 다른 컬러 또는 다른 픽셀에 비해 쉽게 포화될 수 있어, 명부 표현에 제약이 발생할 수 있다

일 실시예에 따르면, 고감도 픽셀에 대해 예를 들면 각 2x2 형태의 픽셀 구조가 확산 노드를 공유하도록 할 수 있다.

도 9를 참조하면, (a)의 각각의 2x2 형태의 픽셀 구조(901)에 대해, (c)에 도시된 바와 같이, 2개의 확산 노드, 즉 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 확산 노드(FD2)가 공유될 수 있다. 따라서, RGBG 픽셀 구조(901)에서 예를 들면 쉽게 포화되는 그린 픽셀(green pixel)이 포화되면, 대응하는 포토 다이오드(PD2, PD3)로부터 오버 플로우된 제1 신호가 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 화산 노드(FD2)를 통해 출력되어 제1 데이터가 생성될 수 있다. 이후 각 픽셀의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 저장된 제2 신호는 제1 확산 노드(FD1)를 통해 출력되어 제2 데이터가 생성될 수 있다.

도 9의 (b)의 RGBW 픽셀 구조(902)에서 쉽게 포화되는 화이트 픽셀(white)이 포화되면, (d)의 대응하는 포토 다이오드(PD3)로부터 오버 플로우된 제1 신호가 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 화산 노드(FD2)를 통해 출력되어 제1 데이터가 생성될 수 있다. 이후 각 픽셀의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)에 저장된 제2 신호는 제1 확산 노드(FD1)를 통해 출력되어 제2 데이터가 생성될 수 있다.

일 실시예에 따르면 특정 픽셀에서 포화되는 경우 다른 픽셀에서 동시에 포화되지 않도록 자동 노출(auto exposure)의 노출 시간을 조정하여 설정할 수 있다.

도 10을 참조하면, (a)의 각각의 2x4 형태의 픽셀 구조(1001) 및 (b)의 각각의 4x2 형태의 픽셀 구조(1002)에 대해, (c)에 도시된 바와 같이, 2개의 확산 노드, 즉 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 확산 노드(FD2)가 공유될 수 있다.

따라서, 픽셀 구조(1001) 또는 픽셀 구조(1002)에서, 예를 들면 2x2 그린 픽셀이 포화되면, 대응하는 포토 다이오드(PD5, PD6, PD7, PD8)에서 오버 플로우된 제1 신호가 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 화산 노드(FD2)를 통해 출력되어 제1 데이터가 생성될 수 있다. 이후 각 픽셀의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4, PD5, PD6, PD7, PD8)에 저장된 제2 신호는 제1 확산 노드(FD1)를 통해 출력되어 제2 데이터가 생성될 수 있다.

도 11을 참조하면, (a)의 각각의 4x4 형태의 픽셀 구조(1101)에 대해, (b)에 도시된 회로 구조가 2개씩 대응될 수 있다. 예를 들면 (a)의 4x4 형태의 픽셀 구조(1101)의 절반의 2x4 형태의 픽셀 구조가 각각 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 2개의 확산 노드, 즉 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 확산 노드(FD2)를 공유하는 구조에 대응될 수 있다.

따라서, 픽셀 구조(1101)에서 4x4 그린 픽셀이 포화되면, 대응하는 2개의 회로에서 각각의 포토 다이오드(PD1, PD2, …, PD7, PD8) 및/또는 포토 다이오드(PD9, PD10, …PD15, PD16)에서 오버 플로우된 제1 신호가 제1 확산 노드(FD1) 및 제2 화산 노드(FD2)를 통해 출력되어 제1 데이터가 생성될 수 있다.

도 12는 다양한 실시예에 따르면 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))의 이미지 데이터 획득 동작을 설명하기 위한 흐름도의 일 예이다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 복수의 포토 다이오드(예: 도 3의 포토 다이오드(310))를 통해 광 신호를 전기적 신호로 변환하고 이에 기초하여 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 복수의 포토 다이오드 중 하나 이상이 오버 플로우될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1201에서, 복수의 포토 다이오드 중 하나 이상이 오버 플로우됨에 기초하여, 오버 플로우되는 제1 신호를 제1 확산 노드(예: 도 3의 제1 확산 노드(330)) 및 제2 확산 노드(예: 도 3의 제2 확산 노드(340))로 출력되도록 하고, 이에 기초하여 제1 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1203에서, 제1 신호 출력 이후 복수의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 제1 확산 노드(330)를 통해 출력되도록 하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1205에서, 생성된 제1 데이터 및 제2 데이터를 구별되도록 처리하여 이미지 처리 장치(예: 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260))으로 전송할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 획득된 제1 데이터 및 제2 데이터를 각각 식별될 수 있도록 구별하여 이미지 처리 장치(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면 전자 장치는 제1 데이터 및 제2 데이터를 서로 다른 채널(virtual channel)로 분리하여 이미지 처리 장치(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면 전자 장치는 제1 데이터 및 제2 데이터를 동일한 영상 프레임의 서로 다른 채널에 할당된 서로 다른 영역에 각각 포함시켜 이미지 처리 장치(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면 영상 프레임의 서로 다른 영역에 각각 할당된 각각의 채널은 해당 채널을 나타내는 식별자를 해당 영역의 특정 위치 또는 필드에 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면 이미지 처리 장치(260)는 수신된 제1 데이터를 상위 비트에 할당하고 제2 데이터를 하위 비트에 할당함으로써 두 개의 데이터를 합성할 수 있다. 예를 들면 제1 데이터가 8bit이고, 제2 데이터가 10bit 데이터인 경우, 이미지 처리 장치(260)에 의해 합성된 이미지 데이터는 상위 8비트에 제1 데이터가 할당되고 하위 10비트에 제2 데이터가 할당된 18bit 데이터일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치는 제1 데이터에 대해 어느 채널에 할당되었는지를 각각 나타내기 위한 식별자, 예를 들어 제1 식별자 또는 제1 데이터 식별자를 부가할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치는 제2 데이터에 대해 어느 채널에 할당되었는지를 나타내기 위한 식별자, 예를 들어 제2 식별자 또는 제2 데이터 식별자를 부가할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치는 각각 상이한 채널 할당을 나타내는 식별자가 부가된 제1 데이터 및 제2 데이터를, 하나의 영상 프레임에 포함시켜 이미지 신호 장치(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치는 제1 데이터에 대해, 제2 데이터와는 별개로, 지정된 개수의 비트를 할당하고 추가로 제1 데이터 식별자를 나타내는 비트(예: MSB 1bit)를 부가하여 이미지 처리 장치(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치는 제2 데이터에 대해, 제1 데이터와는 별개로, 지정된 개수의 비트를 할당하고 추가로 제2 데이터 식별자를 나타내는 비트(예: MSB 1bit)를 부가하여 이미지 처리 장치(260)로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면 이미지 처리 장치(260)는 수신된 제1 데이터 비트로부터 제1 데이터 식별자를 나타내는 비트를 제거하고, 수신된 제2 데이터 비트로부터 제2 데이터 식별자를 나타내는 비트를 제거한 후, 제1 데이터 비트를 제2 데이터 비트의 상위 비트에 할당하여 두 개의 데이터를 합성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 복수의 포토 다이오드 중 하나 이상으로부터 오버 플로우된 신호에 해당하는 제1 신호를 제1 확산 노드(330) 및 제2 확산 노드를 통해 출력하고, 이어서 복수의 포토 다이오드에 저장된 신호를 제1 확산 노드를 통해 제2 신호로 출력하도록 할 수 있다. 이에 따라, 예를 들면 복수의 포토 다이오드 중 어느 하나의 포토 다이오드에 저장되는 신호가 오버 플로우되면, 오버 플로우된 포토 다이오드로부터 제1 확산 노드 및 제2 확산 노드를 통해 출력된 제1 신호에 대응하는 제1 데이터는 '0'이 아닌 값에 대응할 수 있다. 예를 들면, 복수의 포토 다이오드에 저장되는 신호가 오버 플로우되지 않은 경우, 복수의 포토 다이오드로부터 제1 확산 노드 및 제2 확산 노드를 통해 출력되는 제1 신호에 대응하는 제1 데이터는 '0'에 대응할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 획득된 제1 데이터 및 제2 데이터를 압축하여 이미지 처리 장치(260)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 이미지 전체 영역에서 오버 플로우가 발생한 경우가 아니면, 제1 채널에 할당되는 제1 데이터는 대부분 0의 픽셀 데이터를 가질 수 있다. 따라서, 제1 채널의 제1 데이터는 데이터 압축을 통해 상당량의 데이터를 출력하지 않도록 할 수 있다. 예를 들면 엔트로피 코딩 방식에 기초하여 0값을 제외한 나머지 데이터에 대해서만 위치 및 데이터를 기록하는 방식으로 제1 채널의 출력 데이터를 압축할 수 있다.

도 13은 다양한 실시예에 따르면 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 3의 전자 장치(300))의 이미지 데이터 획득 동작을 설명하기 위한 흐름도의 일 예이다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 1301에서 카메라(예: 도 1 또는 도 2의 카메라 모듈(180))이 활성화되고, 동작 1303에서 카메라를 통한 캡처 동작이 수행됨에 따라 이미지 데이터가 획득될 수 있다. 카메라의 캡처 동작은 카메라를 통해 지정된 주기로 이미지를 획득하여 디스플레이하는 프리뷰 동작 및 이미지 데이터 생성을 위한 카메라 노출 및 데이터 획득 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 캡처 동작에 따라 획득되는 데이터는 상술한 바와 같이, 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호에 기초하여 생성되는 제1 데이터(VC0) 및 포토 다이오드에 저장된 제2 신호에 기초하여 제2 데이터(VC1)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 포토 다이오드가 오버 플로우되면, 해당 포토 다이오드에 저장된 제2 신호에 기초하여 생성되는 제2 데이터(VC1)는 포화되어 최대값(예: 10bit의 경우 최대값 1023)을 나타낼 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1305에서, 제2 데이터(VC1) 값이 최대값(예: 1023)을 나타내는지 확인할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제2 데이터(VC1) 값이 최대값(예: 1023)을 나타내는 경우(동작 1305의 YES), 동작 1307에서, 포토 다이오드로부터 오버 플로우된 제1 신호에 기초하여 생성된 제1 데이터(VC0)에 대해 하위 비트 0bit 부터 9bit까지의 10bit ([9:0])를 할당하고, 10bit ([10])에는 제1 채널임을 나타내는 식별자(예: '1' 값)을 할당할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제2 데이터(VC1) 값이 최대값(예: 1023)이 아닌 경우(동작 1305의 NO), 동작 1309에서, 포토 다이오드에 저장된 제2 신호에 기초하여 생성된 제2 데이터(VC1)에 대해 하위 비트 0bit 부터 9bit까지의 10bit ([9:0])를 할당하고, 10bit ([10])에는 제2 채널임을 나타내는 식별자(예: '0'값)을 할당할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1311에서, 동작 1307에서 생성된 제1 데이터 (예: 10bit 데이터) 또는 동작 1309에서 생성된 제2 데이터 (예: 10bit 데이터)를 각각 채널 식별자 (예: 1bit 데이터)와 함께 이미지 처리 장치와 같은 프로세서(예: application processor 또는 image signal processor)로 전송할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는, 입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드(예: 도 3의 광전 변환부(310), 도 4a, 도 4b, 도 5 또는 도 9의 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4), 또는 도 10의 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, …, PD8) 또는 도 11의 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2,…PD16)), 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 출력되는 신호를 저장하는 확산 노드(예: 도 3, 도 4a, 도 4b, 도 5, 도 9, 도 10 또는 도 11의 제1 확산 노드(330 또는 FD1) 및/또는 제2 확산 노드(340 또는 FD2)), 및 상기 하나 이상의 포토 다이오드, 및 상기 확산 노드와 작동적으로 연결된 제어 회로(예: 도 3의 제어 회로(320))를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 광 신호가 입사되어 저장된 신호가 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 오버 플로우에 의해 획득된 제1 데이터를 생성하고, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성하고, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일 영상 프레임에 포함시켜 이미지 처리 장치로 전송하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 서로 상이한 채널에 할당하여 상기 이미지 처리 장치로 전송하도록 설정 될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 대해 상기 상이한 채널에 할당됨을 나타내는 식별자를 각각 부가하도록 설정 될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로는, 상기 식별자가 각각 부가된 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를, 동일한 영상 프레임에 포함시켜 상기 이미지 처리 장치로 전송하도록 설정 될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 동일한 영상 프레임의 서로 다른 영역에 각각 할당하도록 설정 될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 영상 프레임의 상기 제1 데이터가 할당된 영역 및 상기 제2 데이터가 할당된 영역의 특정 필드에 상기 상이한 채널에 할당됨을 나타내는 식별자를 각각 포함시키도록 설정 될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 제2 데이터의 값을 최대값과 비교하고, 상기 제2 데이터가 최대값임에 기초하여, 상기 제1 데이터를 지정된 데이터 비트에 할당하고, 상기 제2 데이터가 최대값이 아님에 기초하여, 상기 제2 데이터를 상기 지정된 데이터 비트에 할당하도록 설정 될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 지정된 데이터 비트에 할당된 데이터가 상기 제1 데이터인지 또는 상기 제2 데이터인지를 나타내는 식별자를 포함하는 비트를 상기 지정된 데이터 비트에 추가로 부가하도록 설정 될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 확산 노드는 제1 확산 노드 및 제2 확산 노드를 포함하고, 상기 제2 확산 노드는 상기 제1 확산 노드의 커패시티와 같거나 큰 커패시티를 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2의 카메라 모듈(180))는, 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230) 또는 도 3의 전자 장치(300)), 및 이미지 시그널 프로세서(예: 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260))를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서는, 입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드(예: 도 3의 광전 변환부(310), 도 4a, 도 4b, 도 5 또는 도 9의 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4), 또는 도 10의 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2, …PD8) 또는 도 11의 복수의 포토 다이오드(PD1, PD2,…PD16)), 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 출력되는 신호를 저장하는 확산 노드(예: 도 3, 도 4a, 도 4b, 도 5, 도 9, 도 10 또는 도 11의 제1 확산 노드(330 또는 FD1) 및/또는 제2 확산 노드(340 또는 FD2)), 및 상기 하나 이상의 포토 다이오드, 및 상기 확산 노드와 작동적으로 연결된 제어 회로(예: 도 3의 제어 회로(320))를 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 광 신호가 입사되어 저장된 신호가 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 오버 플로우에 의해 획득된 제1 데이터를 생성하고, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성하고, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일 영상 프레임에 포함시켜 상기 이미지 시그널 프로세서로 전송할 수 있다. 상기 이미지 시그널 프로세서는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 각각 수신하고 이에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 시그널 프로세서는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 합성하여 상기 이미지 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 시그널 프로세서는, 상기 제1 데이터를 상위 비트에 할당하고, 상기 제2 데이터를 하위 비트에 할당하여 상기 이미지 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 시그널 프로세서는, 지정된 데이터 비트에 상기 제1 데이터를 나타내는 비트와 상기 제1 데이터임을 나타내는 식별자를 포함하는 비트를 포함하는 데이터를 수신함에 기초하여, 상기 식별자를 포함하는 비트를 제외한 상기 제1 데이터를 나타내는 비트를 상기 상위 비트에 할당하고 상기 하위 비트에 상기 제2 데이터의 최대값을 할당하여 상기 이미지 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 문서에 개시된 실시 예들은 기술 내용을 쉽게 설명하고 이해를 돕기 위한 예로서 제시한 것일 뿐이며, 본 문서에 개시된 기술의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 문서에 개시된 기술의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 문서에 개시된 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

전자 장치에 있어서,
입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드;
상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 출력되는 신호를 저장하는 확산 노드; 및
상기 하나 이상의 포토 다이오드 및 상기 확산 노드와 작동적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
상기 제어 회로는,
상기 하나 이상의 포토 다이오드에 광 신호가 입사되어 저장된 신호가 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 오버 플로우에 의해 획득된 제1 데이터를 생성하고,
상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성하고,
상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일한 영상 프레임에 포함시켜 이미지 처리 장치로 전송하도록 설정된
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 서로 상이한 채널에 할당하여 상기 이미지 처리 장치로 전송하도록 설정된 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 대해 상기 상이한 채널에 할당됨을 나타내는 상이한 식별자를 각각 부가하도록 설정된 전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 상이한 식별자가 각각 부가된 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를, 동일한 영상 프레임에 포함시켜 상기 이미지 처리 장치로 전송하도록 설정된 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 동일한 영상 프레임의 서로 다른 영역에 각각 할당하도록 설정된 전자 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 영상 프레임의 상기 제1 데이터가 할당된 영역 및 상기 제2 데이터가 할당된 영역의 특정 필드에 상기 상이한 채널에 할당됨을 나타내는 식별자를 포함시키도록 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 제2 데이터의 값을 최대값과 비교하고,
상기 제2 데이터가 최대값임에 기초하여, 상기 제1 데이터를 지정된 데이터 비트에 할당하고,
상기 제2 데이터가 최대값이 아님에 기초하여, 상기 제2 데이터를 상기 지정된 데이터 비트에 할당하도록 설정된 전자 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 지정된 데이터 비트에 할당된 데이터가 상기 제1 데이터인지 또는 상기 제2 데이터인지를 나타내는 식별자를 포함하는 비트를 상기 지정된 데이터 비트에 추가로 부가하도록 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 확산 노드는 제1 확산 노드 및 제2 확산 노드를 포함하고, 상기 제2 확산 노드는 상기 제1 확산 노드의 커패시티와 같거나 큰 커패시티를 갖는 전자 장치.
전자 장치에 있어서,
이미지 센서; 및
이미지 시그널 프로세서를 포함하고,
상기 이미지 센서는,
입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드;
상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 출력되는 신호를 저장하는 확산 노드; 및
상기 하나 이상의 포토 다이오드, 및 상기 확산 노드와 작동적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
상기 제어 회로는,
상기 하나 이상의 포토 다이오드에 광 신호가 입사되어 저장된 신호가 상기 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 오버 플로우에 의해 획득된 제1 데이터를 생성하고, 상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 상기 확산 노드를 통해 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성하고, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일 영상 프레임에 포함시켜 상기 이미지 시그널 프로세서로 전송하고,
상기 이미지 시그널 프로세서는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 각각 수신하고 이에 기초하여 이미지 데이터를 생성하도록 설정된
전자 장치.
제10항에 있어서,
상기 이미지 시그널 프로세서는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 합성하여 상기 이미지 데이터를 생성하도록 설정된 전자 장치.
제11항에 있어서,
상기 이미지 시그널 프로세서는, 상기 제1 데이터를 상위 비트에 할당하고, 상기 제2 데이터를 하위 비트에 할당하여 상기 이미지 데이터를 생성하도록 설정된 전자 장치.
제12항에 있어서,
상기 이미지 시그널 프로세서는, 지정된 데이터 비트에 상기 제1 데이터를 나타내는 비트와 상기 제1 데이터임을 나타내는 식별자를 포함하는 비트를 포함하는 데이터를 수신함에 기초하여, 상기 식별자를 포함하는 비트를 제외한 상기 제1 데이터를 나타내는 비트를 상기 상위 비트에 할당하고 상기 하위 비트에 상기 제2 데이터의 최대값을 할당하여 상기 이미지 데이터를 생성하도록 설정된 전자 장치.
전자 장치의 방법에 있어서,
입사되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 저장하는 하나 이상의 포토 다이오드로부터 오버 플로우되는 제1 신호를 출력하고, 이에 기초하여 오버 플로우에 의해 획득된 제1 데이터를 생성하는 동작;
상기 하나 이상의 포토 다이오드에 저장된 제2 신호를 출력하고, 이에 기초하여 제2 데이터를 생성하는 동작; 및
상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 구별되도록 처리하고 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 구별하기 위한 정보와 함께 동일 프레임에 포함시켜 이미지 처리 장치로 전송하는 동작;을 포함하는
방법.
제14항에 있어서,
상기 전송 동작은, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 서로 상이한 채널에 할당하고, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 대해 상기 상이한 채널에 할당됨을 나타내는 식별자를 상기 정보로서 각각 부가하는 동작을 더 포함하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 전송 동작은, 상기 식별자가 각각 부가된 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를, 동일한 영상 프레임에 포함시키는 동작을 더 포함하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 전송 동작은, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 동일한 영상 프레임의 서로 다른 영역에 각각 할당하는 동작을 더 포함하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 전송 동작은, 상기 영상 프레임의 상기 제1 데이터가 할당된 영역 및 상기 제2 데이터가 할당된 영역의 각각 특정 필드에 상기 상이한 채널에 각각 할당됨을 나타내는 서로 상이한 식별자를 포함시키는 동작을 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 전송 동작은,
상기 제2 데이터의 값을 최대값과 비교하는 동작;
상기 제2 데이터가 최대값임에 기초하여, 상기 제1 데이터를 지정된 데이터 비트에 할당하는 동작; 및,
상기 제2 데이터가 최대값이 아님에 기초하여, 상기 제2 데이터를 상기 지정된 데이터 비트에 할당하는 동작;을 더 포함하는 방법.
제19항에 있어서,
상기 전송 동작은, 상기 지정된 데이터 비트에 할당된 데이터가 상기 제1 데이터인지 또는 상기 제2 데이터인지를 나타내는 식별자를 포함하는 비트를 상기 지정된 데이터 비트에 추가로 부가하는 동작을 더 포함하는 방법.