WO2022108365A1 - 카메라 모듈 및 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

카메라 모듈 및 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2022108365A1
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light receiving
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강화영
김동수
박재형
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삼성전자 주식회사
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    • H04N25/136—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements using complementary colours

Definitions

  • Various embodiments of the present document relate to a camera module capable of implementing all-pixel AF with high resolution and an electronic device including the camera module.
  • the camera module of the electronic device may include an image sensor, and the image sensor may perform functions such as auto-focusing (AF) and auto-exposure (AE) in addition to an image capturing function.
  • AF auto-focusing
  • AE auto-exposure
  • phase detection auto focus PDAF
  • PDAF phase detection auto focus
  • phase difference AF may not be possible, or if phase difference AF is possible, high resolution may not be realized due to a decrease in resolution.
  • a camera module that implements high resolution using a small pixel size and provides phase difference AF, and an electronic device including the camera module.
  • An electronic device includes a camera module and at least one processor electrically connected to the camera module, wherein the camera module includes a micro lens array including a plurality of micro lenses, the micro lens a color filter array disposed under the array and including a plurality of color filters, a light receiving element array disposed under the color filter array and including a plurality of light receiving elements, wherein a first row of the microlens array includes a first a microlens and a second microlens adjacent to the first microlens, and in a first row of the color filter array corresponding to the first row of the microlens array, a first microlens disposed under the first microlens.
  • the electronic device may include a fourth light receiving element disposed under the filter.
  • a camera module includes a micro lens array including a plurality of micro lenses, a color filter array disposed under the micro lens array and including a plurality of color filters, and a color filter array disposed under the color filter array, , a light receiving element array including a plurality of light receiving elements, wherein a first row of the micro lens array includes a first micro lens and a second micro lens adjacent to the first micro lens, In a first row of the color filter array corresponding to the first row, a first color filter and a second color filter disposed under the first microlens, and a third color filter disposed under the second microlens; a fourth color filter is included, and in a first row of the light receiving element array corresponding to the first row of the color filter array, a first light receiving element disposed below the first color filter and below the second color filter and a camera module including a second light receiving element disposed in the , a third light receiving device disposed under the third color filter, and a fourth light receiving device
  • An electronic device includes a camera module and a processor operatively connected to the camera module, wherein the camera module includes a micro lens array, a plurality of color filters, and the plurality of color filters Each includes a color filter array for selectively passing a wavelength of incident light passing through the microlens array and a light receiving element array disposed below the color filter array, wherein the microlens array is N/2 ⁇ M, the color
  • the filter array may include an N ⁇ M array
  • the light receiving element array may include an N ⁇ M electronic device.
  • the pixels may serve as both a pixel for phase difference AF and a pixel for image acquisition.
  • the electronic device simultaneously acquires high resolution and phase difference information with only a simple operation, thereby minimizing memory usage due to operation and simultaneously implementing high resolution and phase difference AF.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a camera module according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a simplified configuration of an electronic device including a camera module, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating structures of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating structures of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram specifically illustrating structures of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of calculating pixel values according to structures of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array in an electronic device, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments of the present disclosure.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199 . It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input module 150 , a sound output module 155 , a display module 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or an antenna module 197 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178
  • may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 .
  • some of these components are integrated into one component (eg, display module 160 ). can be
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 . It can control and perform various data processing or operations. According to an embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 stores a command or data received from another component (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) into the volatile memory 132 . may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 stores a command or data received from another component (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) into the volatile memory 132 .
  • the processor 120 stores a command or data received from another component (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) into the volatile memory 132 .
  • the processor 120 is the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123
  • the auxiliary processor 123 is, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the auxiliary processor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself on which artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but in the above example not limited
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the above example.
  • the artificial intelligence model may include, in addition to, or alternatively, a software structure in addition to the hardware structure.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ).
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input module 150 may receive a command or data to be used in a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver may be used to receive an incoming call. According to an embodiment, the receiver may be implemented separately from or as a part of the speaker.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display module 160 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input module 150 or an external electronic device (eg, a sound output module 155 ) directly or wirelessly connected to the electronic device 101 . A sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • an external electronic device eg, a sound output module 155
  • a sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used by the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication performance through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a LAN (local area network) communication module, or a power line communication module).
  • GNSS global navigation satellite system
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a first network 198 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 199 eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a telecommunication network
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR).
  • NR access technology includes high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency) -latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • a high frequency band eg, mmWave band
  • the wireless communication module 192 includes various technologies for securing performance in a high-frequency band, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), all-dimensional multiplexing. It may support technologies such as full dimensional MIMO (FD-MIMO), an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101 , an external electronic device (eg, the electronic device 104 ), or a network system (eg, the second network 199 ).
  • the wireless communication module 192 includes a peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency ( Example: downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less).
  • a peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency Example: downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less.
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module comprises a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (eg, bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a specified high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, an array antenna) disposed on or adjacent to a second side (eg, top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of the operations performed by the electronic device 101 may be executed by one or more external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or the server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to an intelligent service (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 illustrating a camera module 180, according to various embodiments.
  • the camera module 180 includes a lens assembly 210 , a flash 220 , an image sensor 230 , an image stabilizer 240 , a memory 250 (eg, a buffer memory), or an image signal processor. (260).
  • the lens assembly 210 may collect light emitted from a subject, which is an image to be captured.
  • the lens assembly 210 may include one or more lenses.
  • the camera module 180 may include a plurality of lens assemblies 210 . In this case, the camera module 180 may form, for example, a dual camera, a 360 degree camera, or a spherical camera.
  • Some of the plurality of lens assemblies 210 may have the same lens properties (eg, angle of view, focal length, auto focus, f number, or optical zoom), or at least one lens assembly may be a different lens assembly. It may have one or more lens properties different from the lens properties of .
  • the lens assembly 210 may include, for example, a wide-angle lens or a telephoto lens.
  • the flash 220 may emit light used to enhance light emitted or reflected from the subject.
  • the flash 220 may include one or more light emitting diodes (eg, a red-green-blue (RGB) LED, a white LED, an infrared LED, or an ultraviolet LED), or a xenon lamp.
  • the image sensor 230 may acquire an image corresponding to the subject by converting light emitted or reflected from the subject and transmitted through the lens assembly 210 into an electrical signal.
  • the image sensor 230 may include, for example, one image sensor selected from among image sensors having different properties, such as an RGB sensor, a black and white (BW) sensor, an IR sensor, or a UV sensor, the same It may include a plurality of image sensors having properties, or a plurality of image sensors having different properties.
  • Each image sensor included in the image sensor 230 may be implemented using, for example, a charged coupled device (CCD) sensor or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor.
  • CCD charged coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the image stabilizer 240 moves at least one lens or the image sensor 230 included in the lens assembly 210 in a specific direction or Operation characteristics of the image sensor 230 may be controlled (eg, read-out timing may be adjusted, etc.). This makes it possible to compensate for at least some of the negative effects of the movement on the image being taken.
  • the image stabilizer 240 uses a gyro sensor (not shown) or an acceleration sensor (not shown) disposed inside or outside the camera module 180 to the camera module 180 or the electronic device 101 . ) can be detected.
  • the image stabilizer 240 may be implemented as, for example, an optical image stabilizer.
  • the memory 250 may temporarily store at least a portion of the image acquired through the image sensor 230 for a next image processing operation. For example, when image acquisition is delayed according to the shutter or a plurality of images are acquired at high speed, the acquired original image (eg, bayer-patterned image or high-resolution image) is stored in the memory 250 and , a copy image corresponding thereto (eg, a low-resolution image) may be previewed through the display device 160 . Thereafter, when a specified condition is satisfied (eg, a user input or a system command), at least a portion of the original image stored in the memory 250 may be obtained and processed by, for example, the image signal processor 260 .
  • the memory 250 may be configured as at least a part of the memory 130 or as a separate memory operated independently of the memory 130 .
  • the image signal processor 260 may perform one or more image processing on an image acquired through the image sensor 230 or an image stored in the memory 250 .
  • the one or more image processes may include, for example, depth map generation, 3D modeling, panorama generation, feature point extraction, image synthesis, or image compensation (eg, noise reduction, resolution adjustment, brightness adjustment, blurring ( blurring, sharpening, or softening.
  • the image signal processor 260 may include at least one of the components included in the camera module 180 (eg, an image sensor). 230), for example, exposure time control, readout timing control, etc.
  • the image processed by the image signal processor 260 is stored back in the memory 250 for further processing.
  • the image signal processor 260 may be configured as at least a part of the processor 120 or as a separate processor operated independently of the processor 120.
  • the image signal processor 260 may be configured as the processor 120 and a separate processor, the at least one image processed by the image signal processor 260 may be displayed through the display device 160 as it is by the processor 120 or after additional image processing.
  • the electronic device 101 may include a plurality of camera modules 180 each having different properties or functions.
  • a plurality of camera modules 180 including lenses (eg, lens assemblies 210 ) having different angles of view may be configured, and the electronic device 101 may be configured according to a user's selection. It can be controlled to change the angle of view of the camera module 180 performed in step 101 .
  • at least one of the plurality of camera modules 180 may be a wide-angle camera, and at least the other may be a telephoto camera.
  • at least one of the plurality of camera modules 180 may be a front camera, and at least the other may be a rear camera.
  • the plurality of camera modules 180 at least one of a wide-angle camera, a telephoto camera, a color camera, a monochrome camera, or an IR (infrared) camera (eg, TOF (time of flight) camera, structured light camera) may include
  • the IR camera may be operated as at least a part of a sensor module (eg, the sensor module 176 of FIG. 1 ).
  • the TOF camera may be operated as at least a part of a sensor module (eg, the sensor module 176 of FIG. 1 ) for detecting the distance to the subject.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a simplified configuration of an electronic device including a camera module, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 shows components included in the electronic device 300
  • the electronic device 300 may include components identical to or similar to those of the electronic device 101 described with reference to FIG. 1 .
  • the electronic device 300 includes a processor 310 (eg, the processor 120 of FIG. 1 , the image signal processor 260 of FIG. 2 ), a camera module 320 , and a memory 330 (eg, : It may include at least the memory 130 of FIG. 1 ) and the display 340 (eg, the display module 160 of FIG. 1 ).
  • the camera module 320 may include the same or similar components to the camera module 180 of FIG. 1 or the camera module 180 of FIG. 2 .
  • the processor 310 may be electrically or operatively coupled with the camera module 320 , the memory 330 , and the display 340 .
  • the processor 310 may control the components by being connected to the camera module 320 , the memory 330 , and the display 340 .
  • the camera module 320 includes a micro lens array 321 in which a plurality of micro lenses are arranged, a color filter array 322 in which a plurality of color filters are arranged in a Bayer pattern, and a plurality of It may include a light-receiving element array 323 in which light-receiving elements are arranged.
  • the micro lens array 321 may condense the received light or separate the light received by pixels corresponding to the color filter array 322 .
  • the size of the basic unit of the micro lens of the micro lens array 321 may be a specific multiple of the size of the light receiving element of the light receiving element array 323 as the basic unit.
  • the aspect ratio of the basic unit of the micro lens of the micro lens array 321 may be different from the aspect ratio of the light receiving element.
  • the specific multiple of the basic unit of the micro lens may be equal to the specific multiple of the basic unit of the color filter of the color filter array 322 .
  • the basic unit of the microlens may be a size corresponding to two horizontal pixels of the light receiving element.
  • the color filter array 322 may implement a color by selectively passing a wavelength of the received light.
  • a basic unit of a color filter of the color filter array 322 may be a specific multiple of a light receiving element of the light receiving element array 323 as a basic unit, and each color filter is configured to display different colors (eg: It may be composed of R (red), G (green), B (blue)).
  • the summing region (summation wavelength region) of different colors may include all wavelength regions of visible light.
  • the size of the basic unit of the color filter of the color filter array 322 may have the same aspect ratio.
  • the color filter array 322 may form various patterns (eg, a specific pattern).
  • the color filter array 322 may include an RGB pattern, a red, green, blue, emerald (RGB) pattern, a cyan, yellow, magenta (CYYM) pattern, a cyan, yellow, green, magenta (CYGM) pattern, or It may include a color filter array of a red, green, blue, white (RGBW) pattern.
  • the light receiving element array 323 may receive light and convert it into an electrical signal.
  • the horizontal direction of the light receiving element array 323 may have different lengths in the vertical direction perpendicular to the horizontal direction.
  • the vertical direction of the light receiving element array 323 may be 1.5 times the horizontal direction.
  • the horizontal direction of the light receiving element array 323 may mean, for example, a direction in which read-out of an image sensor (eg, the image sensor 230 of FIG. 2 ) is performed.
  • the micro lens array 321 , the color filter array 322 , and the light receiving element array 323 of the camera module 320 may have a stacked structure.
  • the color filter array 322 may be disposed on the light receiving element array 323
  • the micro lens array 321 may be disposed on the color filter array 322 .
  • the incident light entering the camera module 320 may sequentially pass through the micro lens array 321 , the color filter array 322 , and the light receiving element array 323 .
  • the micro lens array 321 may pass incident light
  • the color filter array 322 may selectively pass the wavelength of the incident light.
  • the light receiving element array 323 may convert the light selectively passed by the color filter array 322 into an electrical signal.
  • the processor 310 performs a data operation (eg, a pixel value operation) can be performed.
  • a data operation eg, a pixel value operation
  • the electronic device 300 may include an image signal processor (ISP) (not shown) (eg, the image signal processor 260 of FIG. 2 ).
  • ISP image signal processor
  • the image signal processor may be included in the camera module 320 or included in components other than the camera module 320 .
  • the image signal processor may perform a data operation on the incident light under the control of the processor 310 .
  • the image signal processor performs a data operation (eg, pixel value operation) on light that has sequentially passed through the micro lens array 321 , the color filter array 322 , and the light receiving element array 323 . ) can be done.
  • the image signal processor may include units of color filters included in the color filter array 322 (eg, the color filter 621 , the color filter 622 of FIG. 6 , the color filter 623 , and the color).
  • the pixel values may be calculated (eg, summed) using the filter 624 ), and converted into a Bayer pattern.
  • effective pixels eg, the effective pixels of FIG. 7 (eg, the effective pixel 710 ); Data operation may be performed on pixel values in units of color filters corresponding to the effective pixels 720 and 730 .
  • the memory 330 may be electrically connected to the processor 310 , and the processor 310 may store processed data in the memory 330 .
  • the memory 330 may be a volatile memory or a non-volatile memory.
  • the display 340 may be electrically connected to the processor 310 , and the processor 310 may display a screen on the display 340 based on the processed data.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating structures of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array according to an exemplary embodiment.
  • the structure shown in FIG. 4 represents a portion 400 of the structure when the stacked structure of the micro lens array, the color filter array, and the light receiving element array is viewed from the top.
  • FIG. 4 shows four light receiving elements (eg, a light receiving element 431 , a light receiving element 432 , and a light receiving element among the structures of the microlens array, the color filter array, and the stacked structure of the light receiving element array when viewed from the top).
  • a pattern of some 400 of the structures when the stacked structure of the microlens array, the color filter array, and the light receiving element array is viewed from the top may be repeated in the entire structure when the stacked structure is viewed from the top.
  • the micro lens 411 and the micro lens 412 may be disposed adjacent to each other.
  • the micro lens 411 may be disposed in an area that covers the color filter 421 and the color filter 422
  • the micro lens 412 covers the color filter 423 and the color filter 424 . It can be placed in an area where The micro lens 411 and the micro lens 412 are disposed adjacent to each other while covering the four color filters (eg, the color filter 421 , the color filter 422 , the color filter 423 , and the color filter 424 ).
  • the microlens 411 may be disposed in an area that covers the light receiving element 431 and the light receiving element 432 , and the microlens 412 includes the light receiving element 433 and the light receiving element 434 . It may be disposed in the area to be covered.
  • the microlens 411 and the microlens 412 may be disposed adjacent to each other while covering the four light receiving elements (eg, the light receiving element 431 , the light receiving element 432 , the light receiving element 433 , and the light receiving element 434 ).
  • four color filters may be arranged side by side in the same row.
  • the color filter 421 , the color filter 422 , the color filter 423 , and the color filter 424 may be disposed under the microlens 411 and the microlens 412 .
  • the color disposed under the micro lens 411 in the first row of the color filter array 322 corresponding to the first row of the micro lens array (eg, the micro lens array 321 of FIG. 3 ), the color disposed under the micro lens 411 .
  • a filter 421 and a color filter 422 , and a color filter 423 and a color filter 424 disposed under the micro lens 412 may be included.
  • a color filter 421 may be arranged in a second column, a color filter 422 in a third column, a color filter 423 in a third column, and a color filter 424 in a fourth column.
  • the light receiving element 431 , the light receiving element 432 , the light receiving element 433 , and the light receiving element 434 include a color filter 421 , a color filter 422 , a color filter 423 , and a color filter. It may be disposed below the 424 .
  • the light receiving element 431 is under the color filter 421
  • the light receiving element 432 is under the color filter 422
  • the light receiving element 433 is under the color filter 423
  • the element 434 may be disposed under the color filter 424 .
  • FIG. 5 is a diagram illustrating structures of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array according to an exemplary embodiment.
  • the structure shown in FIG. 5 includes a micro lens array (eg, the micro lens array 321 of FIG. 3 ), a color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ), and a light receiving element array A part 500 of the structure when the stacked structure of (eg, the light receiving element array 323 of FIG. 3 ) is viewed from the side is shown.
  • a micro lens array eg, the micro lens array 321 of FIG. 3
  • a color filter array eg, the color filter array 322 of FIG. 3
  • a light receiving element array A part 500 of the structure when the stacked structure of (eg, the light receiving element array 323 of FIG. 3 ) is viewed from the side is shown.
  • a micro lens array eg, the micro lens array 321 of FIG. 3
  • a color filter array eg, the color filter array 322 of FIG. 3
  • a light receiving element array eg, the light receiving of FIG. 3
  • the color filter 421 and the color filter 422 may be disposed under the micro lens 411 , and the color filter 423 and the color filter 424 may be disposed under the micro lens 412 . can be placed.
  • the light receiving element 431 and the light receiving element 432 may be disposed under the color filter 421 and the color filter 422 , and are disposed below the color filter 423 and the color filter 424 .
  • a light receiving element 433 and a light receiving element 434 may be disposed.
  • a light receiving element 434 may be disposed below.
  • the first row of the light receiving element array eg, the light receiving element array 323 of FIG.
  • the color filter array eg, the color filter array 322 of FIG. 3
  • a light receiving element 431 arranged under the color filter 421 in the first column
  • a light receiving element 432 arranged under the color filter 422 in the second column
  • a color filter 423 in the third column.
  • the light receiving element 433 disposed below the color filter 424 may be included in the fourth column.
  • the color filters (eg, the color filter 421 , the color filter 422 , the color filter 423 , and the color filter 424 ) may be one color filter having the same color.
  • FIG. 6 is a diagram specifically illustrating structures of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 shows a structure of a stacked structure of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array when viewed from the top.
  • region 610 includes four light-receiving elements (eg, light-receiving element 631 , light-receiving element 632 , light-receiving element 633 , and light-receiving element 634 ), and four color filters (eg, color). It may include a filter 621 , a color filter 622 , a color filter 623 , and a color filter 624 ) and two micro lenses (eg, a micro lens 611 , a micro lens 612 ).
  • the area 610 may be an area corresponding to the first to fourth columns in the first row of the color filter array (eg, the color filter array 322 ).
  • a color filter array (eg, a color filter array) corresponding to the first column to the fourth column of the first row of the micro lens array (eg, the micro lens array 321 of FIG. 3 ). 322 ), in the first to fourth columns of the first row, a color filter 621 and a color filter 622 disposed under the microlens 611 , and a color disposed under the microlens 612 .
  • a filter 623 and a color filter 624 may be included.
  • a light receiving element 631 , a light receiving element 632 , a light receiving element 633 , and a light receiving element 634 may be included.
  • a light receiving element array (eg, in FIG. 3 ) corresponding to the first column to the fourth column of the first row of the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ).
  • a light receiving element 631 disposed under the color filter 621 , and a light receiving element 632 disposed under the color filter 622 ) a light receiving element 633 disposed under the color filter 623 and a light receiving element 634 disposed under the color filter 624 may be included.
  • the light receiving elements eg, the light receiving elements 431 to 434 of FIG.
  • the light receiving element may have a size of about 0.8 ⁇ m (columns) ⁇ about 0.6 ⁇ m (rows).
  • the microlens may be formed to have a size of about 0.8 ⁇ m (column) x about 1.2 ⁇ m (row), and two light receiving lenses may be configured per one micro lens.
  • the electronic device 300 performs an operation (eg, a pixel) based on an electrical signal from the light-receiving element array (eg, the light-receiving element array 323 ) under the control of the processor 310 .
  • the data required for value calculation can be obtained.
  • the electronic device 300 may acquire the data S1 from a light receiving element (eg, a first light receiving element) disposed below the color filter 621 under the control of the processor 310 , and the color The data S2 may be acquired from a light receiving element (eg, a second light receiving element) disposed below the filter 622 .
  • the electronic device 300 may acquire data S3 from a light receiving element (eg, a third light receiving element) disposed below the color filter 623 under the control of the processor 310 , and the color filter 624 .
  • the data S4 may be acquired from a light receiving element (eg, a fourth light receiving element) disposed under the .
  • Colors of color filters included in the region 610 according to an embodiment may be the same.
  • the color of the color filter 621 , the color filter 622 , the color filter 623 , and the color filter 624 may be the same as G (green).
  • the color filter 621 , the color filter 622 , the color filter 623 , and the color filter 624 may be one color filter area having one color.
  • the region 630 is in the first to third rows of the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ) or the light receiving element array (eg, the light receiving element array 323 ). In this case, it may be an area corresponding to the first to fourth columns.
  • the region 630 has a structure of the region 610 corresponding to the first to fourth columns in the first row of the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ).
  • Colors of color filters included in the region 630 may be the same.
  • the color of the color filters included in the region 630 may be the same as G (green).
  • the region 640 may be an area corresponding to the first to fourth columns in the fourth to sixth rows of the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ). .
  • the region 650 may correspond to the fifth to eighth columns in the first to third rows of the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ). .
  • the region 660 may be an area corresponding to the fifth to eighth columns in the fourth to sixth rows of the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ). .
  • the region 640 , the region 650 , and the region 660 may be disposed around the region 630 .
  • the region 640 and the region 650 may be disposed adjacent to the region 630
  • the region 660 may be disposed adjacent to the region 640 and the region 650 .
  • each of the region 630 , the region 640 , the region 650 , and the region 660 may be viewed as a group.
  • the region 630 may be viewed as a first group, the region 640 as a second group, the region 650 as a third group, and the region 660 as a fourth group.
  • the color filter array eg, the color filter array 322 of FIG.
  • the light receiving element array (eg, the light receiving element array 323 ) are composed of the above groups, in the first column of the first row It can be seen that the first group, the second group are arranged in the second column of the first row, the third group is arranged in the first column of the second row, and the fourth group is arranged in the second column of the second row.
  • Colors of color filters included in region 640 may be different from colors of color filters included in region 630 , 650 , and 660 .
  • the color of the color filters included in the region 640 may be the same as B (blue).
  • Colors of color filters included in region 650 may be different from colors of color filters included in region 630 , 640 , and 660 .
  • the color of the color filters included in the region 650 may be the same as R (red).
  • Colors of color filters included in region 660 may be the same as colors of color filters included in region 630 , and colors of color filters included in region 640 and 650 . may be different from For example, the color of the color filters included in the area 660 may be the same as G (green).
  • a pattern including the region 630 , the region 640 , the region 650 , and the region 660 may be repeated in the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ).
  • the color filter array eg, the color filter array 322 of FIG. 3
  • the color filter array may include a region 630 including color filters having a color G, an area 640 including color filters having a color B, and a color
  • the pattern including the region 650 including the color filters of R and the region 660 including the color filters having the color G may be repeated as a whole.
  • the electronic device (eg, the electronic device 300 of FIG. 3 ) generates color data required for image output based on effective pixels under the control of a processor (eg, the processor 310 of FIG. 3 ) can do.
  • a processor eg, the processor 310 of FIG. 3
  • the electronic device 300 receives color data regarding the area 630 or area 660 necessary for image output based on effective pixels corresponding to the color G (eg, effective pixels of 3 ⁇ 3 shape).
  • the electronic device 300 may generate color data regarding the area 640 necessary for image output based on effective pixels (eg, effective pixels of a 3 ⁇ 3 shape) corresponding to the color of B, and R Color data regarding the region 650 required for image output may be generated based on effective pixels (eg, effective pixels of 3 ⁇ 3 shape) corresponding to the color of .
  • the electronic device may generate AF data required for AF under the control of a processor (eg, the processor 310 of FIG. 3 ).
  • the electronic device 300 may generate AF data under the control of the processor 310 based on a structure in which two light receiving elements correspond to one micro lens (eg, micro lens 611 ).
  • the electronic device 300 may generate AF data regarding all pixels of the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ) or the light receiving element array (eg, the light receiving element array 323 of FIG. 3 ).
  • the electronic device may sequentially output color data and AF data under the control of a processor (eg, the processor 310 of FIG. 3 ).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of calculating pixel values according to structures of a micro lens array, a color filter array, and a light receiving element array in an electronic device, according to an exemplary embodiment.
  • the electronic device controls a micro lens array (eg, the micro lens array 321 of FIG. 3 ) under the control of a processor (eg, the processor 310 of FIG. 3 ). )), the color filter array (eg, the color filter array 322 of FIG. 3 ), and the light receiving element array (eg, the light receiving element array 323 of FIG. 3 ) may be acquired.
  • a micro lens array eg, the micro lens array 321 of FIG. 3
  • a processor eg, the processor 310 of FIG. 3
  • the color filter array eg, the color filter array 322 of FIG. 3
  • the light receiving element array eg, the light receiving element array 323 of FIG. 3
  • the electronic device eg, the electronic device 300 of FIG. 3
  • a light receiving element array eg, the light receiving element array 323 of FIG. 3
  • a processor eg, the processor 310 of FIG. 3
  • data on light may be obtained based on an electrical signal generated by photoelectric conversion of the light receiving elements.
  • the electronic device eg, the electronic device 300 of FIG. 3
  • a processor eg, the processor 310 of FIG. 3
  • the phase difference of pixels, the center of gravity of the effective pixels, and the effective Pixel values may be obtained through weight calculation in consideration of pixels.
  • effective pixels may include data (eg, data S1 , data S2 ) corresponding to the respective pixels. ), data S3 , and data S4 ) may be a virtual pixel area defined by a processor (eg, processor 310 ) of an electronic device (eg, electronic device 300 ).
  • the electronic device 300 performs data S1 , data S2 , data S3 , and data S4 corresponding to respective pixels under the control of a processor (eg, the processor 310 ).
  • pixel values of the effective pixel 710 , the effective pixel 720 , and the effective pixel 730 may be obtained.
  • the electronic device (eg, the electronic device 300 ) includes not only effective pixels such as the effective pixel 710 , the effective pixel 720 , and the effective pixel 730 described above, but also a processor (eg, the processor 310)), pixel values of 3 ⁇ 3 effective pixels corresponding to the region 630 may be obtained. Also, the electronic device (eg, the electronic device 300 ) may display pixel values of 3 ⁇ 3 effective pixels corresponding to the region 630 , the region 640 , the region 650 , and the region 660 and/or the electronic device ( Pixel values of 3 ⁇ 3 effective pixels corresponding to all pixels of 300 may be obtained under the control of a processor (eg, the processor 310 ).
  • a processor eg, the processor 310
  • the electronic device may convert the above-described 3 ⁇ 3 effective pixels into 1 ⁇ 1 effective pixels under the control of the processor (eg, the processor 310 ). have.
  • the electronic device eg, the electronic device 300
  • the electronic device eg, the electronic device 300 of FIG. 3
  • the image data and AF data The respective processing may be performed differently, and details will be described later.
  • the electronic device obtains data (eg, data S1 ) obtained from four pixels under the control of a processor (eg, the processor 310 of FIG. 3 ). ), data S2, data S3, and data S4).
  • the electronic device controls effective pixels (eg, the effective pixel 710 and the effective pixel 720 ) under the control of the processor (eg, the processor 310 of FIG. 3 ).
  • respective pixel values eg, a first pixel value, a second pixel value, and a third pixel value
  • corresponding to the effective pixel 730 may be obtained.
  • the electronic device eg, the electronic device 300 of FIG. 3
  • the data S1 may be acquired from the light receiving element (eg, the first light receiving element) corresponding to the first column of the first row under the control of the processor 310 of the .
  • the electronic device eg, the electronic device 300 of FIG. 3
  • has a light receiving element eg, a second light receiving element
  • Data S2 may be obtained from
  • the electronic device eg, the electronic device 300 of FIG.
  • a light receiving element eg, the third light receiving element
  • the processor eg, the processor 310 of FIG. 3
  • data S4 may be obtained from a light receiving element (eg, a fourth light receiving element) corresponding to the fourth column of the first row.
  • the electronic device controls the data S1 , the data S2 , and the data S3 under the control of a processor (eg, the processor 310 of FIG. 3 ).
  • the first pixel value may be obtained.
  • the electronic device 300 performs (2/3 ⁇ S1)+(1/2 ⁇ S2) for data S1 , data S2 , and data S3 under the control of the processor 310 .
  • a pixel value (eg, a first pixel value) of the effective pixel 710 may be obtained through a weight operation of +(-1/6 ⁇ S3).
  • the electronic device 300 calculates weights for the data S1, the data S2, and the data S3 under the control of the processor 310 also in terms of resolution improvement and artifact improvement.
  • the electronic device (eg, the electronic device 300 of FIG. 3 ) is configured based on the data S2 and data S3 under the control of the processor (eg, the processor 310 of FIG. 3 ). You can get 2 pixel values.
  • the electronic device 300 includes pixels that share a micro lens (eg, the micro lens 611 of FIG. 6 ) (eg, the color filter 621 and pixels corresponding to the color filter 622 ). Weight calculation may be performed in consideration of the phase difference. As a specific example, pixels corresponding to the color filter 621 and the color filter 623 may have a similar phase, and pixels corresponding to the color filter 622 and the color filter 624 may also have a similar phase.
  • the electronic device 300 performs a weight calculation of (1/2 ⁇ S2)+(1/2 ⁇ S3) on the data S2 and the data S3 under the control of the processor 310 to calculate the effective pixel 720 . It is possible to obtain a pixel value (eg, a second pixel value) of . In terms of resolution improvement, the electronic device 300 performs (1 ⁇ S1)+(-1) for data S1, data S2, data S3, and data S4 under the control of the processor 310. A pixel value (eg, a second pixel value) of the effective pixel 720 may be obtained through weight calculation of /2 ⁇ S2)+(-1/2 ⁇ S3)+(1 ⁇ S4).
  • the electronic device 300 performs (1/3 ⁇ S1) for data S1, data S2, data S3, and data S4 under the control of the processor 310. ) + (1/6 ⁇ S2) + (1/6 ⁇ S3) + (1/3 ⁇ S4) It is also possible to obtain the pixel value (eg, the second pixel value) of the effective pixel 720 through the weight calculation have.
  • the electronic device eg, the electronic device 300 of FIG. 3
  • the electronic device 300 performs (-1/6 ⁇ S2)+(1/2 ⁇ S3) for data S2, data S3, and data S4 under the control of the processor 310.
  • a pixel value (eg, a third pixel value) of the effective pixel 730 may be obtained through weight calculation of )+(2/3 ⁇ S4).
  • the electronic device 300 performs (-1/6 ⁇ ) data S2, S3, and S4 under the control of the processor 310.
  • a pixel value (eg, a third pixel value) of the effective pixel 730 may be obtained through weight calculation of S2)+(1/2 ⁇ S3)+(2/3 ⁇ S3).
  • the electronic device 300 may differently process effective pixel data of an artifact, focusing on resolution improvement, according to the control of the processor 310 .
  • the electronic device acquires pixel values (eg, the first pixel value, the second color data required for image output may be generated based on the pixel value and the third pixel value).
  • image data and processing related to AF data can be performed differently.
  • the electronic device 300 receives more image information (eg, nine light-receiving elements) than the number of light-receiving elements (eg, six) under the control of the processor 310 . corresponding information) can be obtained by interpolating. Also, the electronic device 300 may acquire a phase difference signal (eg, PDAF data) required for AF from at least two or more light receiving elements among the light receiving elements (eg, six) under the control of the processor 310 .
  • a phase difference signal eg, PDAF data
  • the electronic device 300 performs binning processing on the light receiving elements (eg, six) according to the control of the processor 310 , and collects one color data. can be obtained Also, the electronic device 300 may acquire a phase difference signal (eg, PDAF data) required for AF from at least two or more light receiving elements among the light receiving elements (eg, six) under the control of the processor 310 . In an embodiment, when generating high-resolution and low-resolution images, the electronic device 300 may sequentially acquire processed image-related data and AF data under the control of the processor 310 .
  • a phase difference signal eg, PDAF data
  • the electronic device 300 may control activation and/or deactivation of an AF-related operation under the control of the processor 310 .
  • a pixel group independently generating an electrical signal (eg, a pixel signal), in which a plurality of pixels are disposed in an x (or horizontal) direction or a y (or vertical) direction perpendicular to each other, is a single micro lens It may be defined as a first pixel group positioned below (eg, the left side of FIG. 7 ) and a second (square) pixel group (eg, the right side of FIG. 7 ) located below the single-color color filter.
  • a length in the x-direction of the first pixel group may be longer than a length in the y-direction.
  • the length of the first pixel group in the x direction may be 1.2 ⁇ m
  • the length in the y direction may be 0.8 ⁇ m.
  • this is an example and is not limited thereto.
  • the number of pixels in the x-direction of the first pixel group may be greater than the number of pixels in the y-direction.
  • the number of pixels in the x-direction may be twice the number of pixels in the y-direction.
  • this is an example and is not limited thereto.
  • the first pixel group may be arranged in the x-direction and the y-direction, and for example, an area of the first pixel group may be arranged to substantially coincide with an area of the second pixel group.
  • the processor (eg, the processor 310 ) of the electronic device receives the second pixel signal of the same region from the second pixel signal within the region of the second pixel group.
  • a 3 pixel signal can be generated.
  • the processor 310 of the electronic device 300 when generating the third pixel signal, the processor 310 of the electronic device 300 generates less than the number of pixels in the second pixel group region by combining pixel signals of a plurality of adjacent first pixel groups. can do.
  • the processor 310 of the electronic device 300 may perform combining only with pixel signals arranged in the x-direction.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the electronic device 300 may generate a phase difference signal (eg, PDAF data) based on a signal of the first pixel group under the control of the processor 310 .
  • a phase difference signal eg, PDAF data
  • the electronic device eg, the electronic device 300
  • the electronic device may maintain an aspect ratio of effective pixel data under the control of the processor (eg, the processor 310 ).
  • the horizontal and vertical lengths may be the same at an aspect ratio of 3x4, and the electronic device 300 may
  • the acquired pixel value may be a pixel value according to an aspect ratio of 3x3 in the same horizontal and vertical lengths.
  • the electronic device 300 may acquire image data corresponding to a specific arrangement (eg, 3x3) by performing data processing on the light receiving elements of another arrangement (eg, 3x4).
  • the electronic device acquires pixel values (eg, the first pixel value, the second color data required for image output may be generated based on the pixel value and the third pixel value).
  • the electronic device 300 may output the nona-shaped pixel pattern as a Bayer pattern by performing remosaic.
  • the control of the processor 310 in the electronic device 300 , as described above in the area 630 , the first pixel value and the second pixel corresponding to the first column to the fourth column of the first row. value, and a third pixel value.
  • the electronic device 300 sets pixel values (eg, a fourth pixel) corresponding to the first to fourth columns of the second row and the third row of the region 630 under the control of the processor 310 . value to the ninth pixel value) may be obtained in the same manner.
  • the electronic device 300 may acquire pixel values corresponding to the region 640 , the region 650 , and the region 660 in the same manner as the region 630 under the control of the processor 310 . have.
  • the electronic device 300 may obtain total pixel values of each of the area 630 , the area 640 , the area 650 , and the area 660 .
  • the electronic device 300 may output the total pixel values of each of the area 630 , the area 640 , the area 650 , and the area 660 as a Bayer pattern.
  • the electronic device includes a camera module (eg, camera module 320), and the camera module (
  • a micro lens including at least one processor (eg, the processor 310) electrically connected to the camera module 320
  • the camera module includes a plurality of micro lenses an array (eg, micro lens array 321), a color filter array disposed under the micro lens array and including a plurality of color filters (eg, color filter array 322), and the color filter array (eg, color filters) Array 322), including a light-receiving element array (eg, light-receiving element array 323) including a plurality of light-receiving elements
  • the microlens array eg, micro-lens array 321)
  • a first row includes a first microlens and a second microlens adjacent to the first microlens, and the color filter array corresponding to the first row
  • the color filter array eg: In the first row of the light receiving element array (eg, the light receiving element array 323 ) corresponding to the first row of the color filter array 322 ), the first color filter (eg, the color filter 421 ) is below the first row.
  • a first light receiving element eg, light receiving element 431 disposed in disposed below a third color filter (eg, color filter 423);
  • a third light receiving element eg, the light receiving element 433) and a fourth light receiving element (eg, the light receiving element 434) disposed below the fourth color filter (eg, the color filter 424) may be included.
  • the at least one processor is provided to the first light receiving element (eg, the light receiving element 431 ).
  • the first data obtained by the second data obtained by the second light receiving element (eg, the light receiving element 432 ), and the third obtained by the third light receiving element (eg, the light receiving element 433 ).
  • a first pixel value is obtained based on data
  • a second pixel value is obtained based on the second data and the third data
  • the second data, the third data, and the fourth light receiving element eg, :
  • a third pixel value may be obtained based on the fourth data obtained by the light receiving element 434).
  • the at least one processor may set the first pixel value, the first data, and the second It may be obtained by applying a different weight to each of the data and the third data.
  • the at least one processor is configured to convert the second pixel value to the second data and the third It can be obtained by applying the same weight to each data.
  • the at least one processor may include the third pixel value, the second data, and the third It may be obtained by applying a different weight to each of the data and the fourth data.
  • the at least one processor includes the first light receiving element (eg, the light receiving element 431); AF data based on the second light receiving element (eg, light receiving element 432), the third light receiving element (eg, light receiving element 433), and the fourth light receiving element (eg, light receiving element 434) can create
  • the at least one processor may include the first pixel value, the second pixel value, and the second Color data may be generated based on 3 pixel values, and the color data and the AF data may be sequentially output.
  • the processor may include first data, second data obtained by the second light-receiving element (eg, light-receiving element 432), third data obtained by the third light-receiving element (eg, light-receiving element 433), and the A first pixel value, a second pixel value, and a third pixel value may be obtained based on the fourth data obtained by the fourth light receiving element (eg, the light receiving element 434 ).
  • the first color filter (eg, the color filter 421) of the color filter array (eg, the color filter array 322); the second color filter (eg, color filter 422 ), the third color filter (eg, color filter 423 ), and the fourth color filter (eg, color filter 424 ) are a first color; , the first color filter (eg, the color filter 421 ) among the second and third rows positioned next to the first row of the color filter array (eg, the color filter array 322 ); 2 color filters (eg, color filter 422 ), the third color filter (eg, color filter 423 ), and the fourth color filter (eg, color filter 424 ) are arranged in the same column as any one of them.
  • the used color filter may include a first group that is a first color.
  • the electronic device includes the same number of second color filters as the first group. and a third group including color filters having the same number of third colors as the first group, wherein the first group, the second group, and the third group include a specific pattern. can be formed
  • the camera module includes an image signal processor (eg, processor 310) and a plurality of microlenses.
  • a micro-lens array including a micro-lens array (eg, micro-lens array 321), a color filter array (eg, color filter array 322) disposed under the micro-lens array and including a plurality of color filters, the color filter array ( For example, it is disposed under the color filter array 322 and includes a light-receiving element array (eg, the light-receiving element array 323 ) including a plurality of light-receiving elements, and the micro lens array (eg, the micro lens array 321 ).
  • the microlens array (eg, microlens array 321) corresponding to the first row In a first row of a color filter array (eg, color filter array 322 ), a first color filter (eg, color filter 421 ) and a second color filter (eg, color) disposed under the first microlens filter 422), and a third color filter (eg, color filter 423) and a fourth color filter (eg, color filter 424) disposed under the second microlens, wherein the color filter In the first row of the light receiving element array (eg, the light receiving element array 323 ) corresponding to the first row of the array (eg, the color filter array 322 ), the first color filter (eg, the color filter ( 421)) a first light receiving element (eg, light receiving element 431) disposed below, and a second light receiving element (eg, light receiving element 432) disposed below the
  • the image signal processor (eg, the processor 310) is acquired by the first light receiving element (eg, the light receiving element 431). to the first data, second data obtained by the second light receiving element (eg, light receiving element 432), and third data obtained by the third light receiving element (eg, light receiving element 433).
  • a first pixel value is obtained based on the first pixel value
  • a second pixel value is obtained based on the second data and the third data
  • the second data, the third data, and the fourth light receiving element (eg, light receiving element) are obtained.
  • a third pixel value may be obtained based on the fourth data obtained by the device 434 .
  • the image signal processor may include: the first pixel value, the first data, the second data; and applying a different weight to each of the third data.
  • the image signal processor may obtain the second pixel value, the second data and the third data, respectively. It can be obtained by applying the same weight to
  • the image signal processor may include the third pixel value, the second data, the third data, and applying a different weight to each of the fourth data.
  • the electronic device includes a camera module (eg, camera module 320), and the camera module ( Example: camera module 320) and a processor (eg, processor 310) operatively connected, wherein the camera module (eg, camera module 320) includes a micro lens array (eg, micro lens array ( 321)), a color filter array (eg, color a filter array 322), and a light-receiving element array (eg, light-receiving element array 323) disposed below the color filter array (eg, color filter array 322), wherein the micro-lens array (eg: The microlens array 321) is N/2 ⁇ M, the color filter array (eg, color filter array 322) is N ⁇ M, and the light-receiving element array (eg, the light-receiving element array 323) is It can be arranged in N ⁇ M.
  • the micro-lens array eg: The microlens array 321) is N/2 ⁇ M
  • the color filter array eg, color filter
  • the processor eg, the processor 310
  • the photoelectric conversion of the light-receiving element array eg, the light-receiving element array 323 .
  • First data, second data, third data, and fourth data may be obtained based on the signal.
  • the processor eg, the processor 310) is configured to: obtain a first pixel value, obtain a second pixel value based on the second data and the third data, and obtain a third pixel value based on the second data, the third data, and the fourth data can be obtained
  • the processor may convert the first pixel value to the first data, the second data, and a third obtained by applying a different weight to each data, the second pixel value is obtained by applying the same weight to each of the second data and the third data, and the third pixel value is obtained by applying the same weight to the second data and the third data. It may be obtained by applying a different weight to each of the data and the fourth data.
  • the processor may output the effective pixel data while maintaining the aspect ratio.
  • the electronic device may be a device of various types.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a laptop, a desktop, a tablet, or a portable multimedia device
  • portable medical device e.g., a portable medical device
  • camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart watch
  • a home appliance device e.g., a smart bracelet
  • first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other components in question, and may refer to components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, for example, and interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • one or more instructions stored in a storage medium may be implemented as software (eg, the program 140) including
  • a processor eg, processor 120
  • a device eg, electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not include a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or via an application store (eg Play StoreTM) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) directly between smartphones (eg: smartphones) and online.
  • a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. .
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repetitively, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.

Abstract

전자 장치는, 카메라 모듈 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 수광 소자 어레이를 포함하고, 상기 마이크로 렌즈 어레이의 제1 행에는 제1 마이크로 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈에 인접한 제2 마이크로 렌즈가 포함되고, 상기 컬러 필터 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터, 및 상기 제2 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제3 컬러 필터 및 제4 컬러 필터가 포함되고, 상기 수광 소자 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 컬러 필터 아래에 배치되는 제1 수광 소자, 상기 제2 컬러 필터 아래에 배치되는 제2 수광 소자, 상기 제3 컬러 필터 아래에 배치되는 제3 수광 소자, 상기 제4 컬러 필터 아래에 배치되는 제4 수광 소자를 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈 및 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치
본 문서의 다양한 실시 예들은 고해상도로 전 화소 AF를 구현할 수 있는 카메라 모듈 및 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치의 카메라 모듈은 이미지 센서를 포함할 수 있고, 이미지 센서는 이미지 캡쳐 기능 이외에 AF(auto-focusing), AE(auto-exposure)와 같은 기능을 수행할 수 있다.
전자 장치는, AF의 경우 종래 기술은 빠른 시간 합초(focusing)를 위해 PDAF(phase detection auto focus)의 사용을 개시한다. 또한, 마이크로 렌즈를 일부 픽셀 위에 하나로 통합하여 배치하는 방법이 있다. 이 경우 광 경로를 구분할 수 있기 때문에 포커스가 합초되지 않은 상황에서 위상차를 발생시키고, 이를 연산함으로써 초점 위치를 찾을 수 있다.
또한 종래 기술에는, 하나의 온 칩 렌즈에 대해, 포토 다이오드 등의 광전 변환 소자를 복수 개 매입하는 구조를 위상차 화소에 적용하고, 행방향의 2화소에 대해 좌우로 인접한 화소군을 넘어서 온 칩 렌즈를 배치하는 한편, 좌우로 인접한 화소가 동일 컬러 및 동일 노광 시간을 갖도록 하는 기술이 있다.
종래 기술에 따르면, 고해상도의 구현이 가능하면 위상차 AF가 불가능하거나, 위상차 AF가 가능하면 해상도의 감소로 고해상도의 구현이 불가능한 경우가 있다.
종래 기술에 따르면, AF의 구현의 관점에서, 화소를 늘리는 것에 제한이 있으므로 저조도 초점 성능의 저하, 이미지 처리량의 증가, 화질이 감소하는 문제가 있다.
종래 기술에 따르면, 마이크로 렌즈를 일부 픽셀 위에 하나로 통합하여 배치하는 구조도 AF 성능 향상 및 고해상도의 구현이 힘들다는 문제가 있다.
본 개시에 따르면, 작은 픽셀 사이즈를 이용한 고해상도 구현 및 위상차 AF를 제공하는 카메라 모듈 및 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 제공할 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.
본 문서의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 카메라 모듈, 및 상기 카메라 모듈과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 복수 개의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이, 상기 마이크로 렌즈 어레이 아래에 배치되고 복수 개의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이, 상기 컬러 필터 어레이 아래에 배치되고, 복수 개의 수광 소자들을 포함하는 수광 소자 어레이를 포함하고, 상기 마이크로 렌즈 어레이의 제1 행에는 제1 마이크로 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈에 인접한 제2 마이크로 렌즈가 포함되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이의 상기 제1 행에 대응하는 상기 컬러 필터 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터, 및 상기 제2 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제3 컬러 필터 및 제4 컬러 필터가 포함되고, 상기 컬러 필터 어레이의 상기 제1 행에 대응하는 상기 수광 소자 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 컬러 필터 아래에 배치되는 제1 수광 소자, 상기 제2 컬러 필터 아래에 배치되는 제2 수광 소자, 상기 제3 컬러 필터 아래에 배치되는 제3 수광 소자, 상기 제4 컬러 필터 아래에 배치되는 제4 수광 소자가 포함되는 전자 장치를 포함할 수 있다.
본 문서의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 복수 개의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이, 상기 마이크로 렌즈 어레이 아래에 배치되고 복수 개의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이, 상기 컬러 필터 어레이 아래에 배치되고, 복수 개의 수광 소자들을 포함하는 수광 소자 어레이를 포함하고, 상기 마이크로 렌즈 어레이의 제1 행에는 제1 마이크로 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈에 인접한 제2 마이크로 렌즈가 포함되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이의 상기 제1 행에 대응하는 상기 컬러 필터 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터, 및 상기 제2 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제3 컬러 필터 및 제4 컬러 필터가 포함되고, 상기 컬러 필터 어레이의 상기 제1 행에 대응하는 상기 수광 소자 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 컬러 필터 아래에 배치되는 제1 수광 소자, 상기 제2 컬러 필터 아래에 배치되는 제2 수광 소자, 상기 제3 컬러 필터 아래에 배치되는 제3 수광 소자, 상기 제4 컬러 필터 아래에 배치되는 제4 수광 소자가 포함되는 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
본 문서의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 카메라 모듈, 및 상기 카메라 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 마이크로 렌즈 어레이, 복수의 컬러 필터를 포함하고 상기 복수의 컬러 필터 각각은 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과하는 입사광의 파장을 선택적으로 통과시키는 컬러 필터 어레이 및 상기 컬러 필터 어레이 아래에 배치되는 수광 소자 어레이를 포함하고, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 N/2×M으로, 상기 컬러 필터 어레이는 N×M으로, 상기 수광 소자 어레이는 N×M으로 배열되는 전자 장치를 포함할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예에 따르면, 고화소의 구현을 위해 작은 사이즈의 픽셀들을 포함하는 전자 장치의 카메라 모듈에 있어서, 픽셀들은 위상차 AF를 위한 픽셀과 이미지 획득을 위한 픽셀로서의 역할을 모두 수행할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는 간단한 연산만으로도 고해상도 및 위상차 정보를 동시에 획득함으로써, 연산으로 인한 메모리 사용량을 최소화하면서, 고해상도 및 위상차 AF를 동시에 구현할 수 있다.
다양한 실시 예들에 기초하여 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.
도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 카메라 모듈을 예시하는 블럭도이다.
도 3은, 일 실시 예에 따른, 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 간략한 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 일 실시 예에 따른, 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는, 일 실시 예에 따른, 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은, 일 실시 예에 따른, 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 구조를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 일 실시 예에 따른, 전자 장치에서 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 구조에 따른 픽셀 값의 연산 과정을 나타내는 도면이다.
도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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, 인공지능이 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 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 제1 네트워크(198) 또는 제2 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: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 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 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 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 제2 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.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 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. 일 실시 예에 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 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 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 실시 예들에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는 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. 일 실시 예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있다. 메모리(250)는 이미지 센서(230)를 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 표시 장치(160)를 통하여 프리뷰 될 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. 일 실시 예에 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)를 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 저장되거나 카메라 모듈(180)의 외부 구성 요소(예: 메모리(130), 표시 장치(160), 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 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)가 프로세서(120)와 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 표시 장치(160)를 통해 표시될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(180)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 화각을 갖는 렌즈(예: 렌즈 어셈블리(210))를 포함하는 카메라 모듈(180)이 복수로 구성될 수 있고, 전자 장치(101)는 사용자의 선택에 기반하여, 전자 장치(101)에서 수행되는 카메라 모듈(180)의 화각을 변경하도록 제어할 수 있다. 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. 또한, 복수의 카메라 모듈(180)들은, 광각 카메라, 망원 카메라, 컬러 카메라, 흑백(monochrome) 카메라, 또는 IR(infrared) 카메라(예: TOF(time of flight) camera, structured light camera) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, IR 카메라는 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176))의 적어도 일부로 동작될 수 있다. 예를 들어, TOF 카메라는 피사체와의 거리를 감지하기 위한 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176))의 적어도 일부로 동작될 수 있다.
도 3은, 일 실시 예에 따른, 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 간략한 구성을 나타내는 도면이다.
일 실시 예에 따르면, 도 3은 전자 장치(300)에 포함되는 구성들을 도시하며, 전자 장치(300)는 도 1에서 상술한 전자 장치(101)와 동일 또는 유사한 구성들을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(300)는 프로세서(310)(예: 도 1의 프로세서(120), 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260)), 카메라 모듈(320), 메모리(330)(예: 도 1의 메모리(130)), 및 디스플레이(340)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))를 적어도 포함할 수 있다. 또한 카메라 모듈(320)은, 도 1의 카메라 모듈(180), 또는 도 2의 카메라 모듈(180)과 동일 또는 유사한 구성들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 카메라 모듈(320), 메모리(330), 및 디스플레이(340)와 전기적 또는 작동적으로 연결(operatively coupled with)될 수 있다. 프로세서(310)는 카메라 모듈(320), 메모리(330), 및 디스플레이(340)에 연결됨으로써 상기 구성들을 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 프로세서(310)의 제어 동작에 대해서는 필요한 부분에서 후술한다.
일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(320)은 복수의 마이크로 렌즈들이 배열된 마이크로 렌즈 어레이(321), 복수의 컬러 필터들이 베이어 패턴(bayer pattern)으로 배열된 컬러 필터 어레이(322), 및 복수의 수광 소자들이 배열된 수광 소자 어레이(323)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 마이크로 렌즈 어레이(321)는 수광된 빛을 집광하거나, 컬러 필터 어레이(322)에 대응하는 픽셀들에 수광된 빛을 분리할 수 있다. 일 실시 예에서, 마이크로 렌즈 어레이(321)의 마이크로 렌즈의 기본 단위의 크기는 수광 소자 어레이(323)의 수광 소자의 크기의 특정 배수를 기본 단위로 할 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이(321)의 마이크로 렌즈의 기본 단위의 종횡비는 수광 소자의 종횡비와 다를 수 있다. 일 실시 예에서, 마이크로 렌즈의 기본 단위의 특정 배수는 컬러 필터 어레이(322)의 컬러 필터의 기본 단위의 특정 배수와 같을 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈의 기본 단위는 수광 소자의 가로 방향 픽셀 2개에 대응하는 크기를 기본 단위로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 컬러 필터 어레이(322)는 수광된 빛의 파장을 선택적으로 통과시킴으로써 색상을 구현할 수 있다. 일 실시 예에서, 컬러 필터 어레이(322)의 컬러 필터의 기본 단위는 수광 소자 어레이(323)의 수광 소자의 특정 배수를 기본 단위로 할 수 있으며, 각각의 컬러 필터는 서로 다른 컬러들(예: R(red), G(green), B(blue))로 구성될 수 있다. 또한 서로 다른 컬러들의 합산 영역(합산 파장 영역)은 가시광선의 파장 영역을 모두 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 컬러 필터 어레이(322)의 컬러 필터의 기본 단위의 크기는 종횡비가 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 컬러 필터 어레이(322)는, 다양한 패턴(예: 특정 패턴)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터 어레이(322)는, RGB 패턴, RGBE(red, green, blue, emerald) 패턴, CYYM(cyan, yellow, magenta) 패턴, CYGM(cyan, yellow, green, magenta) 패턴, 또는 RGBW(red, green, blue, white) 패턴의 컬러 필터 어레이를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 수광 소자 어레이(323)는 빛을 수광하여 전기 신호로 바꿀 수 있다.
일 실시 예에서, 수광 소자 어레이(323)의 가로 방향과 가로 방향에 수직인 세로 방향의 길이가 다를 수 있다. 예를 들어, 수광 소자 어레이(323)의 세로 방향은 가로 방향의 1.5배일 수 있다. 수광 소자 어레이(323)의 가로 방향은, 예를 들면, 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230))의 리드 아웃(read-out)이 수행되는 방향을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 카메라 모듈(320)의 마이크로 렌즈 어레이(321), 컬러 필터 어레이(322), 및 수광 소자 어레이(323)는 적층 구조일 수 있다. 예를 들면, 수광 소자 어레이(323) 상에 컬러 필터 어레이(322)가 배치될 수 있고, 컬러 필터 어레이(322) 상에 마이크로 렌즈 어레이(321)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 카메라 모듈(320)에 들어온 입사광은 마이크로 렌즈 어레이(321), 컬러 필터 어레이(322), 및 수광 소자 어레이(323)를 순차적으로 통과할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이(321)는 입사광을 통과시킬 수 있고, 컬러 필터 어레이(322)는 입사광의 파장을 선택적으로 통과시킬 수 있다. 또한 수광 소자 어레이(323)는 컬러 필터 어레이(322)에 의해 선택적으로 통과된 광을 전기 신호로 변환할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(310)는 마이크로 렌즈 어레이(321), 컬러 필터 어레이(322), 및 수광 소자 어레이(323)를 순차적으로 통과한 광에 대한 전기 신호에 기반하여 데이터 연산(예: 픽셀 값의 연산)을 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 3에 도시하지는 않았으나, 전자 장치(300)는 이미지 시그널 프로세서(ISP)(미도시)(예: 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 시그널 프로세서(미도시)는 카메라 모듈(320)에 포함되거나 카메라 모듈(320) 이외의 구성에 포함될 수 있다.
일 실시 예에서, 이미지 시그널 프로세서(미도시)는 프로세서(310)의 제어에 따라 입사한 광에 대한 데이터 연산을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 이미지 신호 프로세서(미도시)는 마이크로 렌즈 어레이(321), 컬러 필터 어레이(322), 및 수광 소자 어레이(323)를 순차적으로 통과한 광에 대한 데이터 연산(예: 픽셀 값의 연산)을 수행할 수 있다. 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(미도시)는 컬러 필터 어레이(322)에 포함된 컬러 필터의 단위(예: 도 6의 컬러 필터(621), 컬러 필터(622), 컬러 필터(623), 컬러 필터(624))로 픽셀 값을 연산(예: 합산(sum))하여, 베이어 패턴으로 변환할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이(321) 및 수광 소자 어레이(323)의 구성(예: 개수)과 상이하게, 유효 픽셀(예: 도 7의 유효 픽셀들(예: 유효 픽셀(710), 유효 픽셀(720), 유효 픽셀(730))에 대응하는 컬러 필터의 단위로 픽셀 값을 데이터 연산을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(330)는 프로세서(310)와 전기적으로 연결될 수 있고, 프로세서(310)는 처리한 데이터들을 메모리(330)에 저장할 수 있다. 또한 메모리(330)는 휘발성 메모리일 수 있고, 비휘발성 메모리일 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(340)는 프로세서(310)와 전기적으로 연결될 수 있고, 프로세서(310)는 처리한 데이터들에 기반하여 디스플레이(340)에 화면을 표시할 수 있다.
도 4는, 일 실시 예에 따른, 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 구조를 나타내는 도면이다.
일 실시 예에서, 도 4에 도시한 구조는 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 적층 구조를 상면에서 보았을 때의 구조 중 일부(400)를 나타낸다. 예를 들면, 도 4는 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 적층 구조를 상면에서 보았을 때의 구조 중에 4개의 수광 소자(예: 수광 소자(431), 수광 소자(432), 수광 소자(433), 수광 소자(434)), 4개의 컬러 필터(예: 컬러 필터(421), 컬러 필터(422), 컬러 필터(423), 컬러 필터(424)) 및 2개의 마이크로 렌즈(예: 마이크로 렌즈(411), 마이크로 렌즈(412))를 포함하는 도면일 수 있다.
일 실시 예에서, 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 적층 구조를 상면에서 보았을 때의 구조 중 일부(400)의 패턴은 적층 구조를 상면에서 보았을 때의 전체 구조에서 반복될 수 있다.
일 실시 예에서, 마이크로 렌즈(411) 및 마이크로 렌즈(412)는 서로 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈(411)는 컬러 필터(421), 컬러 필터(422)를 커버하는 영역에 배치될 수 있고, 마이크로 렌즈(412)는 컬러 필터(423), 컬러 필터(424)를 커버하는 영역에 배치될 수 있다. 마이크로 렌즈(411) 및 마이크로 렌즈(412)는 4개의 컬러 필터(예: 컬러 필터(421), 컬러 필터(422), 컬러 필터(423), 컬러 필터(424))를 커버하면서 서로 인접하게 배치될 수 있다. 다른 예를 들면, 마이크로 렌즈(411)는 수광 소자(431), 수광 소자(432)를 커버하는 영역에 배치될 수 있고, 마이크로 렌즈(412)는 수광 소자(433), 수광 소자(434)를 커버하는 영역에 배치될 수 있다. 마이크로 렌즈(411) 및 마이크로 렌즈(412)는 4개의 수광 소자(예: 수광 소자(431), 수광 소자(432), 수광 소자(433), 수광 소자(434)를 커버하면서 서로 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 4개의 컬러 필터(예: 컬러 필터(421), 컬러 필터(422), 컬러 필터(423), 컬러 필터(424))는 동일한 행에 나란히 배치될 수 있다. 또한 컬러 필터(421), 컬러 필터(422), 컬러 필터(423), 및 컬러 필터(424)는 마이크로 렌즈(411) 및 마이크로 렌즈(412)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 마이크로 렌즈 어레이(예: 도 3의 마이크로 렌즈 어레이(321))의 제1 행에 대응하는 컬러 필터 어레이(322)의 제1 행에는, 마이크로 렌즈(411) 하부에 배치되는 컬러 필터(421) 및 컬러 필터(422), 및 마이크로 렌즈(412) 하부에 배치되는 컬러 필터(423) 및 컬러 필터(424)가 포함될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이(예: 도 3의 마이크로 렌즈 어레이(321))의 제1 행에 대응하는 컬러 필터 어레이(322)의 제1 행에 있어서, 마이크로 렌즈(411) 하부의 제1 열에는 컬러 필터(421), 제2 열에는 컬러 필터(422), 제3 열에는 컬러 필터(423), 제4 열에는 컬러 필터(424)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 수광 소자(431), 수광 소자(432), 수광 소자(433), 수광 소자(434)는 컬러 필터(421), 컬러 필터(422), 컬러 필터(423), 및 컬러 필터(424)의 하부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 수광 소자(431)는 컬러 필터(421)의 하부에, 수광 소자(432)는 컬러 필터(422)의 하부에, 수광 소자(433)는 컬러 필터(423)의 하부에, 수광 소자(434)는 컬러 필터(424)의 하부에 배치될 수 있다.
도 5는, 일 실시 예에 따른, 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 구조를 나타내는 도면이다.
일 실시 예에서, 도 5에 도시한 구조는 마이크로 렌즈 어레이(예: 도 3의 마이크로 렌즈 어레이(321)), 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322)), 및 수광 소자 어레이(예: 도 3의 수광 소자 어레이(323))의 적층 구조를 측면에서 보았을 때의 구조 중 일부(500)를 나타낸다.
일 실시 예에서, 마이크로 렌즈 어레이(예: 도 3의 마이크로 렌즈 어레이(321)), 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322)), 및 수광 소자 어레이(예: 도 3의 수광 소자 어레이(323))의 적층 구조를 측면에서 보았을 때의 구조 중 일부(400)의 패턴은 적층 구조를 상면에서 보았을 때의 전체 구조에서 반복될 수 있다.
일 실시 예에서, 마이크로 렌즈(411)의 하부에 컬러 필터(421) 및 컬러 필터(422)가 배치될 수 있고, 마이크로 렌즈(412)의 하부에 컬러 필터(423) 및 컬러 필터(424)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 컬러 필터(421) 및 컬러 필터(422)의 하부에 수광 소자(431) 및 수광 소자(432)가 배치될 수 있고, 컬러 필터(423) 및 컬러 필터(424)의 하부에 수광 소자(433) 및 수광 소자(434)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터(421)의 하부에 수광 소자(431), 컬러 필터(422)의 하부에 수광 소자(432), 컬러 필터(423)의 하부에 수광 소자(433), 컬러 필터(424)의 하부에 수광 소자(434)가 배치될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행에 대응하는 수광 소자 어레이(예: 도 3의 수광 소자 어레이(323))의 제1 행에 있어서, 제1 열에는 컬러 필터(421) 하부에 배치되는 수광 소자(431), 제2 열에는 컬러 필터(422) 하부에 배치되는 수광 소자(432), 제3 열에는 컬러 필터(423) 하부에 배치되는 수광 소자(433), 제4 열에는 컬러 필터(424) 하부에 배치되는 수광 소자(434)가 포함될 수 있다.
일 실시 예에서, 컬러 필터들(예: 컬러 필터(421), 컬러 필터(422), 컬러 필터(423), 컬러 필터(424))은 동일한 색상을 가지는 하나의 컬러 필터일 수도 있다.
도 6은, 일 실시 예에 따른, 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 구조를 구체적으로 나타내는 도면이다.
일 실시 예에 따르면, 도 6은 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 적층 구조를 상면에서 보았을 때의 구조를 나타낸다.
일 실시 예에서, 영역(610)은 4개의 수광 소자(예: 수광 소자(631), 수광 소자(632), 수광 소자(633), 수광 소자(634)), 4개의 컬러 필터(예: 컬러 필터(621), 컬러 필터(622), 컬러 필터(623), 컬러 필터(624)) 및 2개의 마이크로 렌즈(예: 마이크로 렌즈(611), 마이크로 렌즈(612))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 영역(610)은 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행에 있어서, 제1 열 내지 제4 열에 대응하는 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(610)에서, 마이크로 렌즈 어레이(예: 도 3의 마이크로 렌즈 어레이(321))의 제1 행의 제1 열 내지 제 4열에 대응하는 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행의 제1 열 내지 제4 열에는, 마이크로 렌즈(611) 하부에 배치되는 컬러 필터(621) 및 컬러 필터(622), 및 마이크로 렌즈(612) 하부에 배치되는 컬러 필터(623) 및 컬러 필터(624)가 포함될 수 있다. 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행의 제1 열 내지 제4 열에는, 컬러 필터(621), 컬러 필터(622), 컬러 필터(623), 및 컬러 필터(624)의 하부에 배치되는 수광 소자(631), 수광 소자(632), 수광 소자(633), 및 수광 소자(634)가 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(610)에서, 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행의 제1 열 내지 제4 열에 대응하는 수광 소자 어레이(예: 도 3의 수광 소자 어레이(323))의 제1 행의 제1 열 내지 제4 열에는, 컬러 필터(621) 하부에 배치되는 수광 소자(631), 컬러 필터(622) 하부에 배치되는 수광 소자(632), 컬러 필터(623) 하부에 배치되는 수광 소자(633), 컬러 필터(624) 하부에 배치되는 수광 소자(634)가 포함될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 수광 소자(예: 도 5의 수광 소자(431) 내지 수광 소자(434))는, 가로(행)와 세로(열)의 크기가 서로 상이하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 수광 소자는 약 0.8㎛(열) x 약 0.6㎛(행)의 크기를 가질 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 마이크로 렌즈는 약 0.8㎛(열) x 약 1.2㎛(행)의 크기로 형성될 수 있으며, 하나의 마이크로 렌즈 당, 2개의 수광 렌즈를 구성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(610)에서, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))로부터의 전기 신호에 기반하여 연산(예: 픽셀 값 연산)에 필요한 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 컬러 필터(621)의 하부에 배치되는 수광 소자(예: 제1 수광 소자)로부터 데이터(S1)를 획득할 수 있고, 컬러 필터(622)의 하부에 배치되는 수광 소자(예: 제2 수광 소자)로부터 데이터(S2)를 획득할 수 있다. 또한 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 컬러 필터(623)의 하부에 배치되는 수광 소자(예: 제3 수광 소자)로부터 데이터(S3)를 획득할 수 있고, 컬러 필터(624)의 하부에 배치되는 수광 소자(예: 제4 수광 소자)로부터 데이터(S4)를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(610)이 포함하는 컬러 필터들(예: 컬러 필터(621), 컬러 필터(622), 컬러 필터(623), 컬러 필터(624))의 색상은 동일할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터(621), 컬러 필터(622), 컬러 필터(623), 및 컬러 필터(624)의 색상은 G(green)로 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 컬러 필터(621), 컬러 필터(622), 컬러 필터(623), 및 컬러 필터(624)는 하나의 색상을 가지는 하나의 컬러 필터 영역이 될 수도 있다.
일 실시 예에 따른 영역(630)은, 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322)) 또는 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))의 제1 행 내지 제3 행에 있어서의, 제1 열 내지 제4 열에 대응하는 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(630)은, 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행에 있어서의 제1 열 내지 제4 열에 대응하는 영역(610)의 구조가 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행의 다음에 위치하는 제2 행 내지 제3 행에 있어서의 제1 열 내지 제4 열에도 동일하게 반복 배열되는 구조를 포함하는 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(630)이 포함하는 컬러 필터들의 색상은 동일할 수 있다. 예를 들어, 영역(630)에 포함되는 컬러 필터들의 색상은 G(green)로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(640)은 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))의 제4 행 내지 제6 행에 있어서의 제1 열 내지 제4 열에 대응하는 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(650)은 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행 내지 제3 행에 있어서의 제5 열 내지 제8 열에 대응하는 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(660)은 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))의 제4 행 내지 제6 행에 있어서의 제5 열 내지 제8 열에 대응하는 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(640), 영역(650), 및 영역(660)은 영역(630)의 주위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 영역(640) 및 영역(650)은 영역(630)과 인접하게 배치될 수 있고, 영역(660)은 영역(640) 및 영역(650)과 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 영역(630), 영역(640), 영역(650), 및 영역(660)을 각각 하나의 그룹으로 볼 수 있다. 예를 들어 영역(630)은 제1 그룹, 영역(640)은 제2 그룹, 영역(650)은 제3 그룹, 영역(660)은 제4 그룹으로 볼 수 있다. 또한 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322)) 및 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))가 상기 그룹들로 구성된 것으로 가정하였을 때, 제1 행의 제1 열에는 제1 그룹, 제1 행의 제2 열에는 제2 그룹, 제2 행의 제1 열에는 제3 그룹, 제2 행의 제2 열에는 제4 그룹이 배열된다고 볼 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(640)이 포함하는 컬러 필터들의 색상은 영역(630), 영역(650), 및 영역(660)이 포함하는 컬러 필터들의 색상과 다를 수 있다. 예를 들어, 영역(640)에 포함되는 컬러 필터들의 색상은 B(blue)로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(650)이 포함하는 컬러 필터들의 색상은 영역(630), 영역(640), 및 영역(660)이 포함하는 컬러 필터들의 색상과 다를 수 있다. 예를 들어, 영역(650)에 포함되는 컬러 필터들의 색상은 R(red)로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따른 영역(660)이 포함하는 컬러 필터들의 색상은 영역(630)이 포함하는 컬러 필터들의 색상과 동일할 수 있고, 영역(640) 및 영역(650)이 포함하는 컬러 필터들의 색상과 다를 수 있다. 예를 들어, 영역(660)에 포함되는 컬러 필터들의 색상은 G(green)로 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))에 영역(630), 영역(640), 영역(650), 및 영역(660)으로 이루어지는 패턴이 반복될 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322))는 색상이 G인 컬러 필터들을 포함하는 영역(630), 색상이 B인 컬러 필터들을 포함하는 영역(640), 색상이 R인 컬러 필터들을 포함하는 영역(650), 및 색상이 G인 컬러 필터들을 포함하는 영역(660)으로 이루어지는 패턴이 전체로 반복될 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 이미지 출력에 필요한 색상 데이터를 유효 픽셀들에 기반하여 생성할 수 있다. 예를 들어, 영역(630), 영역(640), 영역(650), 및 영역(660)으로 구성되는 하나의 패턴이 있을 수 있다. 이 경우 전자 장치(300)는 G의 색상에 대응하는 유효 픽셀들(예: 3×3형상의 유효 픽셀들)에 기반하여 이미지 출력에 필요한 영역(630) 또는 영역(660)에 관한 색상 데이터를 생성할 수 있다. 또한 전자 장치(300)는 B의 색상에 대응하는 유효 픽셀들(예: 3×3형상의 유효 픽셀들)에 기반하여 이미지 출력에 필요한 영역(640)에 관한 색상 데이터를 생성할 수 있고, R의 색상에 대응하는 유효 픽셀들(예: 3×3형상의 유효 픽셀들)에 기반하여 이미지 출력에 필요한 영역(650)에 관한 색상 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 AF에 필요한 AF 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 하나의 마이크로 렌즈(예: 마이크로 렌즈(611))에 두 개의 수광 소자들이 대응하는 구조에 기반하여 프로세서(310)의 제어에 따른 AF 데이터를 생성할 수 있다. 또한 전자 장치(300)는 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322)) 또는 수광 소자 어레이(예: 도 3의 수광 소자 어레이(323))의 모든 픽셀에 관한 AF 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 색상 데이터 및 AF 데이터를 순차적으로 출력할 수 있다.
도 7은, 일 실시 예에 따른, 전자 장치에서 마이크로 렌즈 어레이, 컬러 필터 어레이, 및 수광 소자 어레이의 구조에 따른 픽셀 값의 연산 과정을 나타내는 도면이다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 마이크로 렌즈 어레이(예: 도 3의 마이크로 렌즈 어레이(321)), 컬러 필터 어레이(예: 도 3의 컬러 필터 어레이(322)), 및 수광 소자 어레이(예: 도 3의 수광 소자 어레이(323))를 통과한 광에 대한 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 수광 소자 어레이(예: 도 3의 수광 소자 어레이(323))의 수광 소자들이 광전 변환함으로써 생성한 전기 신호에 기반하여 광에 대한 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어 하에서, 픽셀들의 위상 차이, 유효 픽셀들의 무게 중심, 및 유효 픽셀을 고려한 가중치 연산을 통해 픽셀 값들을 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 유효 픽셀들(예: 유효 픽셀(710), 유효 픽셀(720), 유효 픽셀(730))은 각각의 픽셀들에 대응하는 데이터들(예: 데이터(S1), 데이터(S2), 데이터(S3), 데이터(S4))을 전자 장치(예: 전자 장치(300))의 프로세서(예: 프로세서(310))가 연산함으로써 정의되는 가상의 픽셀 영역일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 프로세서(예: 프로세서(310))의 제어에 따라 각각의 픽셀들에 대응하는 데이터(S1), 데이터(S2), 데이터(S3), 및 데이터(S4)를 연산함으로써 유효 픽셀(710), 유효 픽셀(720), 유효 픽셀(730)의 픽셀 값들을 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(300))는 상술한 유효 픽셀(710), 유효 픽셀(720), 유효 픽셀(730)과 같은 유효 픽셀들 뿐만 아니라, 프로세서(예: 프로세서(310))의 제어에 따라 영역(630)에 대응하는 3×3 유효 픽셀들의 픽셀 값들을 획득할 수도 있다. 또한 전자 장치(예: 전자 장치(300))는 영역(630), 영역(640), 영역(650), 및 영역(660)에 대응하는 3×3 유효 픽셀들의 픽셀 값들 및/또는 전자 장치(300)의 전체 픽셀들에 대응하는 3×3 유효 픽셀들의 픽셀 값들을 프로세서(예: 프로세서(310))의 제어에 따라 획득할 수도 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(300))는 프로세서(예: 프로세서(310))의 제어에 따라 상술한 3×3 유효 픽셀들을 통합함으로써 1×1 유효 픽셀들로 변환할 수도 있다. 일 실시 예에 따라, 전자 장치(예: 전자 장치(300))는 복수의 픽셀들을 하나의 픽셀로 묶어서 처리하는 비닝(binning)을 이용할 수 있다. 예를 들면, 3×3 유효 픽셀들을 통합하는 노나 비닝(nona binning)을 수행할 수 있으며, 저조도 환경에서의 렌즈(예: 도 2의 렌즈 어셈블리(210)) 주변부 노이즈를 감소할 수 있다. 또한, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 고해상도 및 저해상도의 이미지를 생성하는 경우에 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라, 이미지 데이터 및 AF 데이터에 관한 처리를 각각 다르게 수행할 수 있으며, 자세한 내용은 후술한다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 4개의 픽셀로부터 획득한 데이터들(예: 데이터(S1), 데이터(S2), 데이터(S3), 데이터(S4))에 대한 연산을 수행할 수 있다. 또한 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라, 유효 픽셀들(예: 유효 픽셀(710), 유효 픽셀(720), 유효 픽셀(730))에 대응하는 각각의 픽셀 값들(예: 제1 픽셀 값, 제2 픽셀 값, 제3 픽셀 값)을 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 영역(630)의 제1 행에 있어서의 제1 열 내지 제4 열을 예로 들어 설명하면, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 제1 행의 제1 열에 대응하는 수광 소자(예: 제1 수광 소자)로부터 데이터(S1)를 획득할 수 있다. 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 제1 행의 제2 열에 대응하는 수광 소자(예: 제2 수광 소자)로부터 데이터(S2)를 획득할 수 있다. 또한 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 제1 행의 제3 열에 대응하는 수광 소자(예: 제3 수광 소자)로부터 데이터(S3)를 획득할 수 있고, 제1 행의 제4 열에 대응하는 수광 소자(예: 제4 수광 소자)로부터 데이터(S4)를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 데이터(S1), 데이터(S2), 및 데이터(S3)에 기반하여 제1 픽셀 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 데이터(S1), 데이터(S2), 및 데이터(S3)에 대한 (2/3×S1)+(1/2×S2)+(-1/6×S3)의 가중치 연산을 통해 유효 픽셀(710)의 픽셀 값(예: 제1 픽셀 값)을 획득할 수 있다. 다른 예를 들면, 전자 장치(300)는 해상도 향상 및 아티팩트(artifact) 개선의 측면에서도 프로세서(310)의 제어에 따라 데이터(S1), 데이터(S2), 및 데이터(S3)에 대한 가중치 연산(예: (2/3×S1)+(1/2×S2)+(-1/6×S3)의 가중치 연산)을 통해 유효 픽셀(710)의 픽셀 값(예: 제1 픽셀 값)을 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 데이터(S2), 및 데이터(S3)에 기반하여 제2 픽셀 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 마이크로 렌즈(예: 도 6의 마이크로 렌즈(611))를 공유하는 픽셀들(예: 컬러 필터(621) 및 컬러 필터(622)에 대응하는 픽셀들)의 위상 차이를 고려하여 가중치 연산을 수행할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 컬러 필터(621) 및 컬러 필터(623)에 대응하는 픽셀들은 유사한 위상을 가지게 될 수 있고, 컬러 필터(622) 및 컬러 필터(624)에 대응하는 픽셀들도 유사한 위상을 가지게 될 수 있다. 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 데이터(S2) 및 데이터(S3)에 대한 (1/2×S2)+(1/2×S3)의 가중치 연산을 통해 유효 픽셀(720)의 픽셀 값(예: 제2 픽셀 값)을 획득할 수 있다. 전자 장치(300)는 해상도 향상의 측면에서는 프로세서(310)의 제어에 따라 데이터(S1), 데이터(S2), 데이터(S3), 및 데이터(S4)에 대한 (1×S1)+(-1/2×S2)+(-1/2×S3)+(1×S4)의 가중치 연산을 통해 유효 픽셀(720)의 픽셀 값(예: 제2 픽셀 값)을 획득할 수 있다. 전자 장치(300)는 아티팩트(artifact) 개선의 측면에서는 프로세서(310)의 제어에 따라 데이터(S1), 데이터(S2), 데이터(S3), 및 데이터(S4)에 대한 (1/3×S1)+(1/6×S2)+(1/6×S3)+(1/3×S4)의 가중치 연산을 통해 유효 픽셀(720)의 픽셀 값(예: 제2 픽셀 값)을 획득할 수도 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 데이터(S2), 데이터(S3), 및 데이터(S4)에 기반하여 제3 픽셀 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 데이터(S2), 데이터(S3), 및 데이터(S4)에 대한 (-1/6×S2)+(1/2×S3)+(2/3×S4)의 가중치 연산을 통해 유효 픽셀(730)의 픽셀 값(예: 제3 픽셀 값)을 획득할 수 있다. 또한 해상도 향상 및 아티팩트(artifact) 개선의 측면에서, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 데이터(S2), 데이터(S3), 및 데이터(S4)에 대해서 (-1/6×S2)+(1/2×S3)+(2/3×S3)의 가중치 연산을 통해 유효 픽셀(730)의 픽셀 값(예: 제3 픽셀 값)을 획득할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 전자 장치(300)는 사용자 입력 또는 입력 데이터에 기반하여, 해상도 향상 위주, 아티팩터(artifact)의 유효 픽셀 데이터 처리를 프로세서(310)의 제어에 따라 다르게 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 획득한 픽셀 값들(예: 제1 픽셀 값, 제2 픽셀 값, 제3 픽셀 값)에 기반하여 이미지 출력에 필요한 색상 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 고해상도 및 저해상도의 이미지를 생성하는 경우에 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라, 이미지 데이터 및 AF 데이터에 관한 처리를 다르게 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 고해상도의 이미지를 생성하는 경우의 전자 장치(300)는, 프로세서(310)의 제어에 따라 수광 소자의 개수(예: 6개)보다 많은 이미지 정보(예: 9개의 수광 소자에 대응하는 정보)를 보간하여 획득할 수 있다. 또한 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 수광 소자(예: 6개) 중 최소한 2개 이상의 수광 소자로부터 AF에 필요한 위상차 신호(예: PDAF 데이터)를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 저해상도의 이미지를 생성하는 경우의 전자 장치(300)는, 프로세서(310)의 제어에 따라 수광 소자들(예: 6개)에 대해 비닝 처리를 수행하고, 하나의 컬러 데이터를 획득할 수 있다. 또한 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 수광 소자(예: 6개) 중 최소한 2개 이상의 수광 소자로부터 AF에 필요한 위상차 신호(예: PDAF 데이터)를 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 고해상도 및 저해상도의 이미지를 생성하는 경우에 있어서, 처리한 이미지 관련 데이터와 AF 데이터를 프로세서(310)의 제어에 따라 순차적으로 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라, AF 관련 동작의 활성화 및/또는 비활성화를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 독립적으로 전기신호(예: 픽셀 신호)를 생성하며, 서로 수직한 x(또는 가로) 방향 또는 y(또는 세로) 방향으로 복수의 픽셀이 배치된 픽셀 그룹은, 단일 마이크로 렌즈 하부에 위치하는 제1 픽셀 그룹(예: 도 7의 좌측) 및 단일 색상의 컬러 필터 하부에 위치하는 (정방형의) 제2 픽셀 그룹(예: 도 7의 우측)으로 정의될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 픽셀 그룹의 x방향의 길이는 y방향의 길이보다 길수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 그룹의 x방향의 길이는 1.2um일 수 있고, y 방향의 길이는 0.8um일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시이며 상술한 바에 제한되지는 않는다.
일 실시 예에서, 제1 픽셀 그룹의 x방향의 픽셀 수는 y방향의 픽셀 수보다 클 수 있다. 예를 들어, x방향의 픽셀 수는 y방향의 픽셀 수의 2배일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시이며 상술한 바에 제한되지는 않는다.
일 실시 예에서, 제1 픽셀 그룹은 x방향 및 y방향으로 배열될 수 있으며, 예를 들어, 제1 픽셀 그룹의 영역은 제2 픽셀 그룹의 영역과 실질적으로 일치하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 데이터 연산에 있어서, 전자 장치(예: 전자 장치(300))의 프로세서(예: 프로세서(310))는 제2 픽셀 그룹의 영역 내부의 제2 픽셀 신호로부터 동일 영역의 제3 픽셀 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)의 프로세서(310)는 제3 픽셀 신호를 생성함에 있어서, 인접한 서로 다른 복수의 제1 픽셀 그룹의 픽셀 신호를 조합함으로써 제2 픽셀 그룹 영역의 픽셀 개수보다 적게 생성할 수 있다. 이 경우에, 전자 장치(300)의 프로세서(310)는 x방향으로 배치된 픽셀 신호만으로 조합을 수행할 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라, 제1 픽셀 그룹의 신호를 기반으로 위상차 신호(예: PDAF 데이터)를 생성할 수 있다.
상술한 다양한 실시 예에 있어서, 전자 장치(예: 전자 장치(300))는 프로세서(예: 프로세서(310))의 제어에 따라, 유효 픽셀 데이터에 대한 종횡비(aspect ratio)를 유지할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(300)의 수광 소자 어레이(예: 도 3의 수광 소자 어레이(323))에 있어서, 3x4의 종횡비에서 가로와 세로의 길이는 같을 수 있고, 전자 장치(300)가 획득하는 픽셀 값은 동일한 가로 및 세로 길이에서 3x3의 종횡비에 따른 픽셀 값일 수 있다. 전자 장치(300)는 다른 배열(예: 3x4)의 수광 소자에 대한 데이터 처리를 수행함으로써, 특정 배열(예: 3x3)에 대응하는 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))의 제어에 따라 획득한 픽셀 값들(예: 제1 픽셀 값, 제2 픽셀 값, 제3 픽셀 값)에 기반하여 이미지 출력에 필요한 색상 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라, 노나(nona) 형태의 픽셀 패턴에 대해 리모자익을 수행함으로써 베이어 패턴으로서 출력할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라, 영역(630)에서 상술한 바와 같이 제1 행의 제1 열 내지 제4열에 대응하는 제1 픽셀 값, 제2 픽셀 값, 및 제3 픽셀 값을 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라, 영역(630)의 제2 행 및 제3 행의 제1 열 내지 제4 열에 대응하는 픽셀 값들(예: 제4 픽셀 값 내지 제9 픽셀 값)을 동일한 방식으로 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 프로세서(310)의 제어에 따라 영역(630)과 동일한 방식으로 영역(640), 영역(650) 및 영역(660)에 대응하는 픽셀 값들을 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 영역(630), 영역(640), 영역(650), 영역(660) 각각의 총 픽셀 값들을 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 영역(630), 영역(640), 영역(650), 영역(660) 각각의 총 픽셀 값들을 베이어 패턴으로서 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))는, 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320)), 및 상기 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(310))를 포함하고, 상기 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))은 복수 개의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321)), 상기 마이크로 렌즈 어레이 아래에 배치되고 복수 개의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322)), 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322)) 아래에 배치되고, 복수 개의 수광 소자들을 포함하는 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))를 포함하고, 상기 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321))의 제1 행에는 제1 마이크로 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈에 인접한 제2 마이크로 렌즈가 포함되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321))의 상기 제1 행에 대응하는 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행에는, 상기 제1 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제1 컬러 필터(예: 컬러 필터(421)) 및 제2 컬러 필터(예: 컬러 필터(422)), 및 상기 제2 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제3 컬러 필터(예: 컬러 필터(423)) 및 제4 컬러 필터(예: 컬러 필터(424))가 포함되고, 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 상기 제1 행에 대응하는 상기 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))의 제1 행에는, 상기 제1 컬러 필터(예: 컬러 필터(421)) 아래에 배치되는 제1 수광 소자(예: 수광 소자(431)), 상기 제2 컬러 필터(예: 컬러 필터(422)) 아래에 배치되는 제2 수광 소자(예: 수광 소자(432)), 상기 제3 컬러 필터(예: 컬러 필터(423)) 아래에 배치되는 제3 수광 소자(예: 수광 소자(433)), 상기 제4 컬러 필터(예: 컬러 필터(424)) 아래에 배치되는 제4 수광 소자(예: 수광 소자(434))가 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 수광 소자(예: 수광 소자(431))에 의해 획득된 제1 데이터, 상기 제2 수광 소자(예: 수광 소자(432))에 의해 획득된 제2 데이터, 및 상기 제3 수광 소자(예: 수광 소자(433))에 의해 획득된 제3 데이터에 기반하여 제1 픽셀 값을 획득하고, 상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터에 기반하여 제2 픽셀 값을 획득하고, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 수광 소자(예: 수광 소자(434))에 의해 획득된 제4 데이터에 기반하여 제3 픽셀 값을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 픽셀 값을, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 및 제3 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제2 픽셀 값을, 상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터 각각에 동일한 가중치를 적용하여 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제3 픽셀 값을, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 수광 소자(예: 수광 소자(431)), 상기 제2 수광 소자(예: 수광 소자(432)), 상기 제3 수광 소자(예: 수광 소자(433)), 및 상기 제4 수광 소자(예: 수광 소자(434))에 기반하여 AF 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 픽셀 값, 상기 제2 픽셀 값, 및 상기 제3 픽셀 값에 기반하여 색상 데이터를 생성하고, 상기 색상 데이터 및 상기 AF 데이터를 순차적으로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 수광 소자(예: 수광 소자(431))에 의해 획득된 제1 데이터, 상기 제2 수광 소자(예: 수광 소자(432))에 의해 획득된 제2 데이터, 상기 제3 수광 소자(예: 수광 소자(433))에 의해 획득된 제3 데이터, 및 상기 제4 수광 소자(예: 수광 소자(434))에 의해 획득된 제4 데이터에 기반하여 제1 픽셀 값, 제2 픽셀 값, 및 제3 픽셀 값을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 상기 제1 컬러 필터(예: 컬러 필터(421)), 상기 제2 컬러 필터(예: 컬러 필터(422)), 상기 제3 컬러 필터(예: 컬러 필터(423)), 및 상기 제4 컬러 필터(예: 컬러 필터(424))는 제1 색상이고, 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 상기 제1 행의 다음에 위치하는 제2 행 및 제3 행 중 상기 제1 컬러 필터(예: 컬러 필터(421)), 상기 제2 컬러 필터(예: 컬러 필터(422)), 상기 제3 컬러 필터(예: 컬러 필터(423)), 및 상기 제4 컬러 필터(예: 컬러 필터(424)) 중 어느 하나와 동일한 열에 배치되는 컬러 필터는 제1 색상인 제1 그룹을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))는, 상기 제1 그룹과 동일한 개수의 제2 색상인 컬러 필터들을 포함하는 제2 그룹을 포함하고, 상기 제1 그룹과 동일한 개수의 제3 색상인 컬러 필터들을 포함하는 제3 그룹을 포함하고, 상기 제1 그룹, 상기 제2 그룹, 상기 제3 그룹은 특정 패턴을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))에 있어서, 상기 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))은, 이미지 신호 프로세서(예: 프로세서(310)), 복수 개의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321)), 상기 마이크로 렌즈 어레이 아래에 배치되고 복수 개의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322)), 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322)) 아래에 배치되고, 복수 개의 수광 소자들을 포함하는 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))를 포함하고, 상기 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321))의 제1 행에는 제1 마이크로 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈에 인접한 제2 마이크로 렌즈가 포함되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321))의 상기 제1 행에 대응하는 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 제1 행에는, 상기 제1 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제1 컬러 필터(예: 컬러 필터(421)) 및 제2 컬러 필터(예: 컬러 필터(422)), 및 상기 제2 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제3 컬러 필터(예: 컬러 필터(423)) 및 제4 컬러 필터(예: 컬러 필터(424))가 포함되고, 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))의 상기 제1 행에 대응하는 상기 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))의 제1 행에는, 상기 제1 컬러 필터(예: 컬러 필터(421)) 아래에 배치되는 제1 수광 소자(예: 수광 소자(431)), 상기 제2 컬러 필터(예: 컬러 필터(422)) 아래에 배치되는 제2 수광 소자(예: 수광 소자(432)), 상기 제3 컬러 필터(예: 컬러 필터(423)) 아래에 배치되는 제3 수광 소자(예: 수광 소자(433)), 상기 제4 컬러 필터(예: 컬러 필터(424)) 아래에 배치되는 제4 수광 소자(예: 수광 소자(434))가 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따른 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))에 있어서, 상기 이미지 신호 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 수광 소자(예: 수광 소자(431))에 의해 획득된 제1 데이터, 상기 제2 수광 소자(예: 수광 소자(432))에 의해 획득된 제2 데이터, 및 상기 제3 수광 소자(예: 수광 소자(433))에 의해 획득된 제3 데이터에 기반하여 제1 픽셀 값을 획득하고, 상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터에 기반하여 제2 픽셀 값을 획득하고, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 수광 소자(예: 수광 소자(434))에 의해 획득된 제4 데이터에 기반하여 제3 픽셀 값을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))에 있어서, 상기 이미지 신호 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 픽셀 값을, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 및 제3 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))에 있어서, 상기 이미지 신호 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제2 픽셀 값을, 상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터 각각에 동일한 가중치를 적용하여 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))에 있어서, 상기 이미지 신호 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제3 픽셀 값을, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 전자 장치(예: 전자 장치(300))는, 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320)), 및 상기 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))과 작동적으로 연결된 프로세서(예: 프로세서(310))를 포함하고, 상기 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(320))은, 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321)), 복수의 컬러 필터를 포함하고 상기 복수의 컬러 필터 각각은 상기 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321))를 통과하는 입사광의 파장을 선택적으로 통과시키는 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322)), 및 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322)) 아래에 배치되는 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))를 포함하고, 상기 마이크로 렌즈 어레이(예: 마이크로 렌즈 어레이(321))는 N/2×M으로, 상기 컬러 필터 어레이(예: 컬러 필터 어레이(322))는 N×M으로, 상기 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))는 N×M으로 배열될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 수광 소자 어레이(예: 수광 소자 어레이(323))가 광전 변환한 전기 신호에 기반하여 제1 데이터, 제2 데이터, 제3 데이터, 제4 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 및 상기 제3 데이터에 기반하여 제1 픽셀 값을 획득하고, 상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터에 기반하여 제2 픽셀 값을 획득하고, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 데이터에 기반하여 제3 픽셀 값을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 프로세서(예: 프로세서(310))는, 상기 제1 픽셀 값을 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 및 제3 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득하고, 상기 제2 픽셀 값을 상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터 각각에 동일한 가중치를 적용하여 획득하고, 상기 제3 픽셀 값을 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(300))에 있어서, 상기 프로세서(예: 프로세서(310))는, 유효 픽셀 데이터의 종횡비를 유지하여 출력할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시 예들에서 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 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.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 스토어™)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 실시 예들에 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 실시 예들에 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 실시 예들에 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.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    카메라 모듈; 및 상기 카메라 모듈과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 카메라 모듈은:
    복수 개의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이;
    상기 마이크로 렌즈 어레이 아래에 배치되고 복수 개의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이;
    상기 컬러 필터 어레이 아래에 배치되고, 복수 개의 수광 소자들을 포함하는 수광 소자 어레이를 포함하고,
    상기 마이크로 렌즈 어레이의 제1 행에는 제1 마이크로 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈에 인접한 제2 마이크로 렌즈가 포함되고,
    상기 마이크로 렌즈 어레이의 상기 제1 행에 대응하는 상기 컬러 필터 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터, 및 상기 제2 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제3 컬러 필터 및 제4 컬러 필터가 포함되고,
    상기 컬러 필터 어레이의 상기 제1 행에 대응하는 상기 수광 소자 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 컬러 필터 아래에 배치되는 제1 수광 소자, 상기 제2 컬러 필터 아래에 배치되는 제2 수광 소자, 상기 제3 컬러 필터 아래에 배치되는 제3 수광 소자, 상기 제4 컬러 필터 아래에 배치되는 제4 수광 소자가 포함되는, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 수광 소자에 의해 획득된 제1 데이터, 상기 제2 수광 소자에 의해 획득된 제2 데이터, 및 상기 제3 수광 소자에 의해 획득된 제3 데이터에 기반하여 제1 픽셀 값을 획득하고,
    상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터에 기반하여 제2 픽셀 값을 획득하고,
    상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 수광 소자에 의해 획득된 제4 데이터에 기반하여 제3 픽셀 값을 획득하는, 전자 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 픽셀 값을,
    상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 및 제3 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득하는, 전자 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2 픽셀 값을,
    상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터 각각에 동일한 가중치를 적용하여 획득하는, 전자 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제3 픽셀 값을,
    상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득하는, 전자 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 수광 소자, 상기 제2 수광 소자, 상기 제3 수광 소자, 및 상기 제4 수광 소자에 기반하여 AF 데이터를 생성하는, 전자 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 픽셀 값, 상기 제2 픽셀 값, 및 상기 제3 픽셀 값에 기반하여 색상 데이터를 생성하고,
    상기 색상 데이터 및 상기 AF 데이터를 순차적으로 출력하는, 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 수광 소자에 의해 획득된 제1 데이터, 상기 제2 수광 소자에 의해 획득된 제2 데이터, 상기 제3 수광 소자에 의해 획득된 제3 데이터, 및 상기 제4 수광 소자에 의해 획득된 제4 데이터에 기반하여 제1 픽셀 값, 제2 픽셀 값, 및 제3 픽셀 값을 획득하는, 전자 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬러 필터 어레이의 상기 제1 컬러 필터, 상기 제2 컬러 필터, 상기 제3 컬러 필터, 및 상기 제4 컬러 필터는 제1 색상이고,
    상기 컬러 필터 어레이의 상기 제1 행의 다음에 위치하는 제2 행 및 제3 행 중 상기 제1 컬러 필터, 상기 제2 컬러 필터, 상기 제3 컬러 필터, 및 상기 제4 컬러 필터 중 어느 하나와 동일한 열에 배치되는 컬러 필터는 제1 색상인 제1 그룹을 포함하는, 전자 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 그룹과 동일한 개수의 제2 색상인 컬러 필터들을 포함하는 제2 그룹을 포함하고,
    상기 제1 그룹과 동일한 개수의 제3 색상인 컬러 필터들을 포함하는 제3 그룹을 포함하고,
    상기 제1 그룹, 상기 제2 그룹, 상기 제3 그룹은 특정 패턴을 형성하는, 전자 장치.
  11. 카메라 모듈에 있어서,
    이미지 신호 프로세서;
    복수 개의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이;
    상기 마이크로 렌즈 어레이 아래에 배치되고 복수 개의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이;
    상기 컬러 필터 어레이 아래에 배치되고, 복수 개의 수광 소자들을 포함하는 수광 소자 어레이를 포함하고,
    상기 마이크로 렌즈 어레이의 제1 행에는 제1 마이크로 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈에 인접한 제2 마이크로 렌즈가 포함되고,
    상기 마이크로 렌즈 어레이의 상기 제1 행에 대응하는 상기 컬러 필터 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터, 및 상기 제2 마이크로 렌즈 아래에 배치되는 제3 컬러 필터 및 제4 컬러 필터가 포함되고,
    상기 컬러 필터 어레이의 상기 제1 행에 대응하는 상기 수광 소자 어레이의 제1 행에는, 상기 제1 컬러 필터 아래에 배치되는 제1 수광 소자, 상기 제2 컬러 필터 아래에 배치되는 제2 수광 소자, 상기 제3 컬러 필터 아래에 배치되는 제3 수광 소자, 상기 제4 컬러 필터 아래에 배치되는 제4 수광 소자가 포함되는, 카메라 모듈.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 이미지 신호 프로세서는,
    상기 제1 수광 소자에 의해 획득된 제1 데이터, 상기 제2 수광 소자에 의해 획득된 제2 데이터, 및 상기 제3 수광 소자에 의해 획득된 제3 데이터에 기반하여 제1 픽셀 값을 획득하고,
    상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터에 기반하여 제2 픽셀 값을 획득하고,
    상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 수광 소자에 의해 획득된 제4 데이터에 기반하여 제3 픽셀 값을 획득하는, 카메라 모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 이미지 신호 프로세서는,
    상기 제1 픽셀 값을,
    상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 및 제3 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득하는, 카메라 모듈.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 이미지 신호 프로세서는,
    상기 제2 픽셀 값을,
    상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터 각각에 동일한 가중치를 적용하여 획득하는, 카메라 모듈.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 이미지 신호 프로세서는,
    상기 제3 픽셀 값을,
    상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터, 및 상기 제4 데이터 각각에 다른 가중치를 적용하여 획득하는, 카메라 모듈.
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