WO2023113544A1 - 언더 디스플레이 카메라를 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

언더 디스플레이 카메라를 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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WO2023113544A1
WO2023113544A1 PCT/KR2022/020599 KR2022020599W WO2023113544A1 WO 2023113544 A1 WO2023113544 A1 WO 2023113544A1 KR 2022020599 W KR2022020599 W KR 2022020599W WO 2023113544 A1 WO2023113544 A1 WO 2023113544A1
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image sensor
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image
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이재명
박재형
원종훈
전상용
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삼성전자 주식회사
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device including an under display camera and an operating method thereof.
  • an under display camera (UDC) technology is being developed in which a front camera is disposed under the display and an area previously occupied by the front camera can be used as a display.
  • An electronic device having an under-display camera may capture an image using light passing through a lens of a display panel and a camera module.
  • an electronic device When an electronic device includes an under-display camera, the quality of an image acquired by the camera may deteriorate due to the pattern characteristics of the display panel. For example, diffraction or scattering of light by a pattern of a display panel occurs, and as components of some frequency bands are attenuated, image quality may deteriorate.
  • light splitting may occur due to diffraction of a grating by a pattern of the display panel, and image quality may deteriorate due to a reflection flare of the grating.
  • the electronic device may compensate for the image quality of the under-display camera through a software method such as signal processing or deep learning. However, even in this case, when the level of attenuation of the signal is high, it may be difficult to restore the lost frequency component, and a problem may occur in which the deterioration of the image quality cannot be completely compensated.
  • An electronic device includes a camera module including a display and at least one camera disposed below the display and acquiring an image of light passing through the display, wherein the camera module includes a first a first image sensor including monochrome pixels in a lattice pattern, and a second image sensor including a color filter array including a plurality of color filters in a second lattice pattern; The second grid pattern may form a designated angle with the first grid pattern.
  • An electronic device includes a display including a shielding structure including at least one shielding layer, and at least one camera disposed under the display to acquire an image of light passing through the display.
  • a camera module wherein the camera module includes a first image sensor including a plurality of pixels of the same type in a first grid pattern, and a second image sensor including a plurality of unit pixels in a second grid pattern
  • the shielding structure comprises a first area having a first display grid pattern at a location corresponding to the first image sensor, and a second area having a second display grid pattern at a location corresponding to the second image sensor.
  • a first angle formed by the first grid pattern and the first display grid pattern may be different from a second angle formed by the second grid pattern and the second display grid pattern.
  • image sensors are arranged at different angles in a direction in which the diffraction effect of the PSF is less, so that the resolution can be improved up to the high-frequency region of the image.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a camera module, according to various embodiments.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a shielding structure included in an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • 5A is a diagram illustrating a pixel array of a first image sensor of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • 5B is a diagram illustrating a pixel array of a second image sensor of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • 6A is a diagram illustrating a case in which a pattern of a shielding structure included in a display and a lattice pattern of a pixel array included in an image sensor are arranged at a first angle or a second angle in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 6B is a diagram illustrating an open shape of an MTF graph when a pattern of a shielding structure included in a display and a lattice pattern of a pixel array included in an image sensor are arranged at a first angle or a second angle in an electronic device according to an embodiment; am.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating Nyquist frequency ranges of a first image sensor and a second image sensor in an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing PSF characteristics of UDC in an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 9A illustrates a pattern of a shielding structure of a display when a lattice pattern of a pixel array included in a first image sensor and a lattice pattern of a pixel array included in a second image sensor are the same in an electronic device according to an embodiment; it is a drawing
  • FIG. 9B illustrates a pattern of a shielding structure of a display when a lattice pattern of a pixel array included in a first image sensor and a lattice pattern of a pixel array included in a second image sensor are the same in an electronic device according to an embodiment; it is a drawing
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a case in which a grid pattern of a pixel array included in a first image sensor and a grid pattern of a pixel array included in a second image sensor have different directions in an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 within a network environment 100 according to an embodiment.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or through a second network 199. It may communicate with at least one of 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 at least one of 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 110, a memory 130, an input module 150, a sound output module 155, a display module 160, an audio module 170, 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 the 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.
  • some of these components eg, sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into a single component (eg, display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, the program 140) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 transfers commands or data received from other components (eg, sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • the processor 120 transfers commands or data received from other components (eg, sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 may include a 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 ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor).
  • a main processor 121 eg, 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 (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor.
  • NPU neural network processing unit
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • the secondary processor 123 may, for example, take the place 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, running an application). ) state, 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.
  • AI models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself where the artificial intelligence model 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 foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, software structures in addition to hardware structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, program 140) and commands related thereto.
  • the memory 130 may include volatile memory 132 or 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 by a component (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • 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 sound signals 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.
  • a receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 101 to 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 interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 may 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 electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • 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 one 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 at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • 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 battery, a rechargeable secondary battery, 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). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • 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, : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • 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
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 eg, : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module.
  • a corresponding communication module 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 telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN).
  • a telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN).
  • These various types of communication modules may be integrated as one component (eg, a single chip) or implemented as a plurality of separate components (eg, multiple chips).
  • the wireless communication module 192 uses 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.
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • 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, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access of multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or high reliability and low latency (ultra-reliable and low latency (URLLC)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency
  • -latency communications can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies for securing performance in a high frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. Technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna may be supported.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements defined for 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 is a peak data rate for eMBB realization (eg, 20 Gbps or more), a loss coverage for mMTC realization (eg, 164 dB or less), or a U-plane latency for URLLC realization (eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) may be supported.
  • eMBB peak data rate for eMBB realization
  • a loss coverage for mMTC realization eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for URLLC realization eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator including a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • 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 selected from the plurality of antennas by the communication module 190, for example. can be chosen 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) may be additionally formed as a part of the antenna module 197 in addition to the radiator.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first surface (eg, a lower surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, array antennas) disposed on or adjacent to a second surface (eg, a top surface or a side surface) 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)
  • signal e.g. commands or data
  • commands 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 1004 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices among the external electronic devices 102 , 1004 , or 1008 .
  • the electronic device 101 when the electronic device 101 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 instead of executing the function or service by itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • One or more external electronic devices receiving 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 deliver the execution result to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may provide the result as at least part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • 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 server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • Electronic devices may be devices 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.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • first, second, or first or secondary may simply be used to distinguish a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited.
  • a (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • the certain component may 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 as hardware, software, firmware, or a combination thereof, such as logic, logical blocks, parts, or circuits. The terms can be used interchangeably.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof 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
  • a storage medium eg, internal memory 136 or external memory 138
  • a machine eg, electronic device 101
  • a processor eg, the processor 120
  • a device eg, the 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.
  • the non-transitory storage medium is a tangible device and may not include a signal (e.g., electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently and temporarily stored in the storage medium. do not distinguish
  • 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.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • a device-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play StoreTM
  • two user devices e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a device-readable storage medium such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a single object or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. there is.
  • one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, or omitted. or one or more other actions may be added.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 illustrating a camera module 180, in accordance with 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), and/or an image signal processor 260 (eg, a processor including processing circuitry).
  • the lens assembly 210 may collect light emitted from a subject that is an image capturing target.
  • 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 have the same lens properties as other lens assemblies. 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 a 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 is, for example, an 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, It may include a plurality of image sensors having a property, or a plurality of image sensors having other 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 image sensor 230 included in the lens assembly 210 in a specific direction in response to movement of the camera module 180 or the electronic device 101 including the same. Operation characteristics of the image sensor 230 may be controlled (eg, read-out timing is adjusted, etc.). This makes it possible to compensate at least part of the negative effect of the movement on the image being taken.
  • the image stabilizer 240 may include a gyro sensor (not shown) or an acceleration sensor (not shown) disposed inside or outside the camera module 180. Such a movement of the camera module 180 or the electronic device 101 may be detected using .
  • the image stabilizer 240 may be implemented as, for example, an optical image stabilizer.
  • the memory 250 may at least temporarily store at least a portion of an image acquired through the image sensor 230 for a next image processing task. 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, a Bayer-patterned image or a high-resolution image) is stored in the memory 250 and , a copy image (eg, a low resolution image) corresponding thereto may be previewed through a display device (eg, the display module 160). Thereafter, when a specified condition is satisfied (eg, a user input or a system command), at least a part of the original image stored in the memory 250 may be obtained and processed by the image signal processor 260 , for example.
  • 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 include various processing circuits and may perform one or more image processes on an image acquired through the image sensor 230 or an image stored in the memory 250 .
  • the one or more image processes 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) may be controlled (eg, exposure time control, read-out timing control, etc.)
  • the image processed by the image signal processor 260 is stored again 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 may be configured as a separate processor that operates independently of the processor 120.
  • the image signal processor 260 is composed of a processor 120 and a separate processor, at least one image processed by the image signal processor 260 is processed by the processor 120 as it is or after additional image processing, and then a display device (e.g., a display device). module 160).
  • the electronic device 101 may include a plurality of camera modules 180 each having different properties or functions.
  • 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 another one may be a rear camera.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device 101 according to an embodiment.
  • the electronic device 101 illustrated in FIG. 3 may include an embodiment at least partially similar to or different from the electronic device 101 illustrated in FIGS. 1 and 2 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 (eg, a processor including processing circuitry), a memory 130, a display 160, and a camera module 180 (eg, a camera including a camera). module) may be included.
  • the electronic device 101 may further include additional components in addition to the components shown in FIG. 3 , or at least one of the components shown in FIG. 3 is omitted from the electronic device 101 . It could be.
  • processor 120 may be operatively coupled with memory 130 , display 160 , and camera module 180 .
  • the processor 120 may control the memory 130 , the display 160 , and the camera module 180 .
  • the processor 120 may include various processing circuits, and control and/or control at least one other component of the electronic device 101 using instructions stored in the memory 130. Alternatively, computation or data processing related to communication can be executed.
  • the processor 120 may include a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a micro controller unit (MCU), a sensor hub, a supplementary processor, a communication processor, and an application. It may include at least one of a processor, an application specific integrated circuit (ASIC), and field programmable gate arrays (FPGAs), and may have a plurality of cores.
  • the memory 130 may store data related to operations of the electronic device 101 .
  • the memory 130 may store data related to an image acquired using the camera module 180 .
  • the memory 130 may store data about a light source that is photographed using the camera module 180 .
  • the display 160 may visually provide data to the outside of the electronic device 101 .
  • the processor 120 of the electronic device 101 may visually provide image data acquired through the camera module 180 to the user using the display 160 .
  • the display 160 may include a pixel layer 320 including a plurality of display pixels.
  • the display 160 may visually provide image data including color data to an external user using the pixel layer 320 .
  • the display 160 may include a shielding structure 310 (eg, a shielding layer).
  • the display 160 may include a shielding structure 310 having a shape corresponding to that of the pixel layer 320 .
  • the camera module 180 may include a first camera 350 and a second camera 360 .
  • the first camera 350 may include a first image sensor 330 and the second camera 360 may include a second image sensor 340 .
  • the first image sensor 330 may include a plurality of pixels of the same type forming a first grid pattern.
  • the second image sensor 340 may include a plurality of unit pixels forming a second grid pattern.
  • a unit pixel of the second image sensor 340 may include a first pixel and a second pixel corresponding to different color filters.
  • a first area occupied by a color of a first pixel and a second area occupied by a color of a second pixel within a unit pixel may be different.
  • the first image sensor 330 may include a mono image sensor for obtaining a black-and-white image
  • the second image sensor 340 may include an RGB (red, green, blue) may include an image sensor.
  • the first image sensor 330 may not include a color filter
  • the second image sensor 340 may include a color filter. Since the first image sensor 330 (eg, a mono image sensor) does not include a color filter, it may have higher light receiving efficiency than an RGB image sensor.
  • the electronic device 101 synthesizes the image obtained by the first image sensor 330 with the image obtained by the second image sensor 340 (eg, an RGB image sensor) to obtain a color image having excellent quality even in low light.
  • the electronic device 101 may acquire a color image and a mono image through an RGB image sensor and a mono image sensor, and improve brightness of the color image based on the mono image.
  • the electronic device 101 may perform image processing (eg, image registration or image warping) using a color image and a mono image.
  • the electronic device 101 may obtain an image having improved brightness of a color image by using color information of a color image and guidance information of a mono image through a guided filter.
  • the camera module 180 may be disposed under the shielding structure 310 .
  • the camera module 180 may be disposed below the shielding structure 310 included in the display 160 .
  • the camera module 180 may be arranged to detect an external environment through the display 160 .
  • the camera module 180 may be disposed in an internal space of the electronic device 101 to be in contact with an external environment through an opening formed in the display 160 or a transmissive area.
  • the camera module 180 may obtain an image using light passing through the transmission area of the display 160 .
  • an area of the display 160 facing the camera module 180 (or corresponding to a position of the camera module 180) is part of an area displaying content and has a specified light transmittance. It may also be formed as a transmissive area having For example, a region of the display 160 facing (or corresponding to) the camera module 180 may have a high light transmittance (or aperture ratio).
  • the transmission area is an effective area (eg, a field of view area) of some camera module 180 through which light for forming an image formed by an image sensor (eg, the image sensor 230 of FIG. 2 ) passes. ) and overlapping regions.
  • the transmissive area of the display 160 may include an area having a lower pixel density and/or wiring density than the surrounding area.
  • a transmissive region may replace the aforementioned opening.
  • some camera modules 180 may include an under display camera (UDC).
  • UDC under display camera
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a portion facing the camera module 180 of a shielding structure 310 (eg, a shielding layer) included in an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 3 ) according to an embodiment. .
  • a shielding structure 310 eg, a shielding layer
  • a pixel layer 320 may be disposed in an area where a screen is displayed to visually provide image data to a user.
  • the electronic device 101 may visually provide image data to a user through a screen area of the display 160 corresponding to the pixel layer 320 .
  • the shielding structure 310 may be disposed below the pixel layer 320 .
  • the shielding structure 310 may have a shape and/or pattern corresponding to the shape and/or pattern of the pixel layer 320 .
  • the shielding structure 310 may include an opaque metal layer including a designated pattern.
  • the designated pattern may correspond to positions of display pixels included in the pixel layer 320 and positions of wires connecting the display pixels.
  • the shielding structure 310 may include an opaque metal layer having a pattern corresponding to a shape of a display pixel (eg, a rectangle) and a shape of a connection wire.
  • the pixel layer 320 may have a repeating pattern of square display pixels and holes between the display pixels.
  • the shielding structure 310 may also have a pattern structure in which squares and holes 410 are repeated.
  • the position of the hole 410 of the shielding structure 310 may correspond to the position of the hole of the pixel layer 320 .
  • the shielding structure 310 and the pixel layer 320 may share a hole 410 .
  • the shielding structure 310 may include an opaque metal layer including a first designated pattern and a transparent layer including a second designated pattern.
  • the first designated pattern may correspond to positions of display pixels included in the pixel layer 320 .
  • the second designated pattern may correspond to positions of wires connecting display pixels included in the pixel layer 320 .
  • the shielding structure 310 may include an opaque metal layer corresponding to a shape of a display pixel (eg, a rectangle) and a transparent layer corresponding to a shape of a wire connecting the display pixels.
  • the pattern of the shielding structure 310 may be formed in a region where at least a portion of a layer (eg, a protective layer) of the display 160 is partially removed for disposition of the camera module 180 .
  • the shielding structure 310 may have a structure in which a hole (eg, a hole 410) is formed in a portion of a layer (eg, a protective layer) of the display 160 .
  • the shielding structure 310 may be formed to include a hole (eg, hole 410).
  • the shielding structure 310 may include a metal material and may be formed under the pixel layer 320 by deposition and/or patterning. The shielding structure 310 may protect pixels and block light emitted from the pixels.
  • the shielding structure 310 may include a specified pattern (black matrix) for reducing diffraction of light flowing into the camera module 180, or an opaque metal layer including the specified patterns (eg, a buffer layer, BML ( bottom metal layer)).
  • the camera module 180 may be disposed below the shielding structure 310 .
  • the camera module 180 may be disposed below the shielding structure 310 included in the display 160 .
  • light from an external light source may pass through at least a portion of the display 160 and be incident to the lens assembly 210 of the camera module 180 .
  • light from an external light source may pass through the pixel layer 320 and the shielding structure 310 included in the display 160 and be incident to the lens assembly 210 .
  • FIG. 4 shows only one example of a UDC display, and the UDC display is not limited thereto and may have various shapes or structures.
  • 5A is a diagram illustrating a pixel array of a first image sensor of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • 5B is a diagram illustrating a pixel array of a second image sensor of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • a first pixel array 510 of a first image sensor (eg, the first image sensor 330 of FIG. 3 ) and a second image sensor (eg, the second image sensor of FIG. 3 )
  • the second pixel array 520 of ( 340 ) may be composed of a plurality of light sensing elements.
  • the first pixel array 510 and the second pixel array 520 may include a plurality of photo diodes.
  • each of the plurality of photodiodes may output a value corresponding to incident light.
  • each of the plurality of photodiodes may output a value corresponding to incident light based on a photoelectric effect.
  • each of the plurality of photodiodes may output a value corresponding to the intensity (or illuminance) of incident light based on the photoelectric effect.
  • each of the plurality of photodiodes may generate charges corresponding to the intensity (or illuminance) of incident light based on the photoelectric effect.
  • each of the plurality of photodiodes may output current according to the amount of generated charge.
  • the first image sensor 330 may include a first pixel array 510 .
  • the first pixel array 510 may include a plurality of monochrome pixels, and one pixel width may have a first length 501a.
  • the monochrome pixels included in the first pixel array 510 may form a first grid pattern.
  • the second image sensor 340 may include a second pixel array 520 .
  • the second pixel array 520 may include a plurality of color filters, and a width of one color filter may have a second length 501b.
  • the plurality of color filters included in the second pixel array 520 may form a second grid pattern (eg, a Bayer pattern).
  • each of the plurality of color filters may pass light of a predetermined color (or color channel).
  • each color filter passes light of one color (eg, red) among predetermined colors (eg, red, blue, or green) according to a predetermined pattern (eg, a Bayer pattern). can make it
  • the color filter may block most of light of colors other than a pre-specified color (or color channel).
  • FIG. 6A illustrates a pattern of a shielding structure (eg, the shielding structure 310 of FIG. 3 ) included in a display (eg, the display 160 of FIG. 3 ) and an image sensor (eg, the display 160 of FIG. 2 ) in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • This is a diagram illustrating a case in which the lattice pattern of the pixel array included in the image sensor 230 is arranged at a first angle (eg, 0 degree) or a second angle (eg, 45 degree).
  • the pattern of the shielding structure 310 included in the display 160 and the lattice pattern of the pixel array included in the image sensor 230 are at a first angle. (e.g. 0 degrees) can be arranged.
  • the first pattern 603 of the shielding structure 310 included in the display 160 is at a first angle (eg, 0 degrees) with the pattern of the pixel array 601 included in the image sensor 230. ) can be achieved.
  • the first pattern 603 of the shielding structure 310 is the first grid pattern of the first pixel array 510 included in the first image sensor (eg, the first image sensor 330 of FIG. 3 ). and may form a first angle.
  • the first pattern 603 of the shielding structure 310 is identical to the second grid pattern of the second pixel array 520 included in the second image sensor (eg, the second image sensor 340 of FIG. 3 ). 1 angle can be achieved.
  • the pattern of the shielding structure 310 included in the display 160 and the lattice pattern of the pixel array included in the image sensor 230 are formed at a second angle. (Example: 45 degrees) can be arranged.
  • the second pattern 605 of the shielding structure 310 included in the display 160 is at a second angle (eg, 45 degrees) with the pattern of the pixel array 601 included in the image sensor 230. ) can be achieved.
  • the second pattern 605 of the shielding structure 310 may form a second angle with the first grid pattern of the first pixel array 510 included in the first image sensor 330 .
  • the second pattern 605 of the shielding structure 310 may form a second angle with the second grid pattern of the second pixel array 520 included in the second image sensor 340 .
  • FIG. 6B illustrates a pattern of a shielding structure (eg, the shielding structure 310 of FIG. 3 ) included in a display (eg, the display 160 of FIG. 3 ) and an image sensor (eg, the display 160 of FIG. 2 ) in an electronic device according to an embodiment.
  • This is a diagram showing the open shape of the MTF graph when the lattice patterns of the pixel arrays included in the image sensor 230 are arranged at a first angle (eg, 0 degree) or a second angle (eg, 45 degrees).
  • the X-axis means spatial frequency
  • the Y-axis means MTF.
  • Reference numeral 630 in FIG. 6B indicates that the pattern of the shielding structure (eg, the shielding structure 310 of FIG. 3 ) and the grid pattern of the pixel array (eg, the pixel array 601 of FIG. 6A ) are at a first angle (eg, 0 degrees). ) represents the first MTF when arranged.
  • Reference numeral 640 denotes a second MTF when the pattern of the shielding structure 310 and the grid pattern of the pixel array 601 are arranged at a second angle (eg, 45 degrees).
  • the first MTF 630 may be better than the second MTF 640 in a low-frequency (eg, less than about 200 lp/mm) section.
  • a low-frequency section the MTF when the pattern of the shielding structure 310 and the lattice pattern of the pixel array 601 are arranged at a first angle (eg, 0 degree) are the patterns of the shielding structure 310 and the pixels. This may be better than when the lattice pattern of the array 601 is arranged at a second angle (eg, 45 degrees).
  • the second MTF 640 may be better than the first MTF 630 in a high-frequency (eg, about 200 lp/mm or higher) section.
  • a high-frequency section the MTF when the pattern of the shielding structure 310 and the lattice pattern of the pixel array 601 are arranged at a second angle (eg, 45 degrees) are the patterns of the shielding structure 310 and the pixels. This may be better than when the lattice pattern of the array 601 is arranged at a first angle (eg, 0 degree).
  • a modulation transfer function (MTF) graph may represent resolution/resolution power and contrast of a camera lens.
  • the MTF may be different depending on the arrangement direction of a camera (eg, UDC) disposed under the display (eg, on the rear surface). Unlike the conventional MTF that decreases as the frequency increases, the MTF in the UDC structure may not decrease as the frequency increases due to diffraction of light caused by the pattern of the shielding structure 310 .
  • the MTF when the frequency is high in the first MTF 630 and/or the second MTF 640 may be higher than the MTF when the frequency is low.
  • Resolving power may refer to, for example, the ability to optically distinguish different objects, and may be related to contrast, sharpness, or sharpness.
  • FIG. 7 illustrates ages of a first image sensor (eg, the first image sensor 330 of FIG. 3 ) and a second image sensor (eg, the second image sensor 340 of FIG. 3 ) in an electronic device according to an embodiment. It is a diagram showing the nyquist frequency range.
  • reference number 710 denotes a first range of Nyquist frequencies for expressing black and white in the first image sensor 330 (eg, a mono image sensor).
  • Reference number 720 denotes a second range of Nyquist frequencies for expressing green in the second image sensor 340 (eg, a Bayer-RGB image sensor).
  • Reference number 730 denotes a third range of Nyquist frequencies for expressing red or blue in the second image sensor 340 .
  • a unit pixel of the second image sensor 340 includes a first pixel (eg, Gr and Gb) and a second pixel (eg, R or B) corresponding to different color filters,
  • a first area occupied by a color of a first pixel within a unit pixel may be different from a second area occupied by a color of a second pixel.
  • a first area corresponding to green within a unit pixel included in the second image sensor 340 may be twice as large as a second area corresponding to red (or blue). Accordingly, the second range of reference number 720 may be wider than the third range of reference number 730 .
  • the second range of Nyquist frequencies for expressing green is red ( or blue) may appear wider than the third range of the Nyquist frequency for expressing.
  • the Nyquist frequency along the X-axis or Y-axis for representing black and white in the first image sensor 330 is defined as Fny
  • the Nyquist frequency along the diagonal The str frequency is Fny Since it doubles, it may be 1.414 Fny.
  • the Nyquist frequency along the X-axis or Y-axis for expressing green in the second image sensor 340 is Fny
  • the Nyquist frequency along the diagonal is Fny. Since it doubles, it may be 0.707 Fny.
  • the Nyquist frequency along the X-axis or Y-axis for expressing blue or red in the second image sensor 340 is 0.5 Fny
  • the Nyquist frequency along the diagonal is 0.5Fny. is 0.5Fny Since it doubles, it may be 0.707 Fny.
  • a region inside the first range 710 of the Nyquist frequency and outside the second range 720 of the Nyquist frequency can be expressed by the first image sensor 330, but the second It may not be possible to express with the image sensor 340 . Therefore, when the lattice pattern of the pixel array included in the first image sensor 330 and the lattice pattern of the pixel array included in the second image sensor 340 form a specific angle other than 0 degree, the resolution expression range can be increased. there is.
  • the lattice pattern of the pixel array included in the first image sensor 330 and the second image sensor 340 since the lattice pattern of the included pixel array forms 45 degrees, it may be most advantageous to express the resolution.
  • the lattice pattern of the pixel array included in the mono image sensor and the lattice pattern of the pixel array included in the RGB image sensor form a specific angle (eg, 45 degrees).
  • the angle between the lattice pattern of the pixel array included in the mono image sensor and the lattice pattern of the pixel array included in the RGB image sensor is not limited to 45 degrees.
  • PSF point spread function
  • a light source image of diffracted light passing through a display may include a first area 810 and a second area 820 .
  • the first region 810 may be a central region of an airy disk
  • the second region 820 may be a diffraction region of a light source.
  • the PSF diffraction influence of the second area 820 in the vertical or horizontal direction of the first area 810 is the PSF of the third area 830 in the diagonal direction of the first area 810. It may be different from the diffraction effect.
  • the first image sensor eg, the first image sensor 330 of FIG. 3
  • the third region 830 having a small PSF diffraction influence of the UDC are identified.
  • the second image sensor eg, the second image sensor 340 of FIG. 3
  • the direction of the BML pattern of the display eg, the display 160 of FIG. 3
  • the display 160 of FIG. 3 may be distorted. there is.
  • the shielding structure 310 included in the display 160 includes an opaque layer (eg, an opaque metal layer) corresponding to the positions of the display pixels and the positions of the connection wires
  • diffraction described in FIG. 8 may occur.
  • the shielding structure 310 includes an opaque layer (eg, an opaque metal layer) corresponding to display pixels and a transparent layer corresponding to connection wires.
  • the diffraction shown in FIG. 8 may also occur.
  • the hole eg, the hole 410 of FIG. 4
  • the transparent layer of the shielding structure 310 are included. Since the light transmittance index of (or transparent wiring) is different, diffraction described in FIG. 8 may occur.
  • FIG. 9A illustrates a lattice pattern of a pixel array included in a first image sensor (eg, the first image sensor 330 of FIG. 3 ) and a second image sensor (eg, the second image sensor 330 of FIG. 3 ) in an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 9B is a display case in which a grid pattern of a pixel array included in a first image sensor 330 and a grid pattern of a pixel array included in a second image sensor 340 are the same in an electronic device according to an embodiment ( 160) is a diagram showing the pattern of the shielding structure 310.
  • the pattern of the shielding structure 310 may be referred to as, for example, a pattern of an opaque metal layer included in the shielding structure 310 (eg, a BML pattern).
  • the shielding structure 310 is an opaque metal layer including a specified pattern (black matrix) or specified patterns to reduce diffraction of light passing through the lens assembly 210. (eg, buffer layer, bottom metal layer (BML)) may be included.
  • the image sensors eg, the first image sensor 330 and the second image sensor 340 ) may acquire at least one image based on light passing through the lens assembly 210 .
  • the lattice pattern of the first pixel array 510 included in the first image sensor 330 and the lattice pattern of the second pixel array 520 included in the second image sensor 340 are in the same direction.
  • the pattern of the first shielding structure 310a of the display 160 disposed on the first image sensor 330 and the second shielding of the display 160 disposed on the second image sensor 340 may be arranged to form an angle (eg, 45 degrees).
  • the first shielding structure 310a of the display 160 may be referred to or referred to as a first region of the shielding structure.
  • the first region of the shielding structure (or the first shielding structure 310a) may be referred to as a shielding structure disposed at a position corresponding to the first image sensor 330, for example.
  • the second shielding structure 310b of the display 160 may be referred to or referred to as a second region of the shielding structure.
  • the second area of the shielding structure (or the second shielding structure 310b) may be referred to as a shielding structure disposed at a position corresponding to the second image sensor 340, for example.
  • monochrome pixels form a first lattice pattern in the first image sensor 330
  • a plurality of color filters form a second lattice pattern in the second image sensor 340.
  • the pattern of the first shielding structure 310a of the display 160 forms a first angle (eg, 0 degree) with the first lattice pattern
  • the The pattern of the second shielding structure 310b may be arranged to form a second angle (eg, 45 degrees) with the second grid pattern.
  • the first angle and the second angle may be different.
  • the pattern of the first shielding structure 310a of the display 160 may be referred to as a first display grid pattern.
  • the pattern of the second shielding structure 310b of the display 160 may be referred to as a second display grid pattern.
  • the lattice pattern of the first pixel array 510 included in the first image sensor 330 and the lattice pattern of the second pixel array 520 included in the second image sensor 340 are in the same direction.
  • the pattern of the first shielding structure 310c of the display 160 disposed on the first image sensor 330 and the second shielding of the display 160 disposed on the second image sensor 340 may be arranged to form an angle (eg, 45 degrees).
  • monochrome pixels form a first lattice pattern in the first image sensor 330
  • a plurality of color filters form a second lattice pattern in the second image sensor 340.
  • the pattern and the second lattice pattern form an angle of 0 degrees
  • the pattern of the first shielding structure 310c of the display 160 forms a second angle (eg, 45 degrees) with the first lattice pattern
  • the The pattern of the second shielding structure 310d may be disposed to form a first angle (eg, 0 degree) with the second grid pattern.
  • FIG. 10 illustrates a lattice pattern of a pixel array included in a first image sensor (eg, the first image sensor 330 of FIG. 3 ) and a second image sensor (eg, the second image sensor 330 of FIG. 3 ) in an electronic device according to an embodiment. It is a diagram illustrating a case in which the directions of the grid patterns of the pixel array included in the image sensor 340 are different.
  • the shielding structure 310 may include a black matrix for reducing diffraction of light passing through the lens assembly 210 or an opaque metal layer including designated patterns (e.g., A buffer layer and a bottom metal layer (BML) may be included.
  • the image sensors eg, the first image sensor 330 and the second image sensor 340 ) may acquire at least one image based on light passing through the lens assembly 210 .
  • the monochrome pixels of the first pixel array 510 included in the first image sensor 330 form a first grid pattern
  • the second pixel array included in the second image sensor 340 When the plurality of color filters of 520 form the second grid pattern, the first grid pattern and the second grid pattern may be arranged to form a predetermined angle.
  • the first lattice pattern and the second lattice pattern may be arranged to form an angle of 45 degrees.
  • the angle is not limited to 45 degrees, and the angle formed by the first grid pattern and the second grid pattern may vary depending on the BML pattern of the shielding structure 310 .
  • the first image sensor 330 and the second grid pattern of the second image sensor 340 are arranged to form a specific angle (eg, 45 degrees)
  • the pattern of the first shielding structure 310e disposed on 330 and the pattern of the second shielding structure 310f disposed on the second image sensor 340 may be disposed to form 0 degrees.
  • a first angle between the first display grid pattern of the first shielding structure 310e (or the first region of the shielding structure) and the first grid pattern of the first image sensor 330 is A second angle between the second display grid pattern of the shielding structure 310f (or the second region of the shielding structure) and the second grid pattern of the second image sensor 340 may be different. For example, in FIG.
  • the pattern (eg, the first display grid pattern) of the first shielding structure 310e and the first grid pattern of the first image sensor 330 form 0 degrees
  • the second shielding structure 310f ) pattern (eg, the second display grid pattern) and the second grid pattern of the second image sensor 340 are shown to form a specific angle (eg, 45 degrees), but this corresponds to one embodiment and various other Examples are possible.
  • a specific angle eg, 45 degrees
  • the pattern of the first shielding structure 310e and the first grid pattern of the first image sensor 330 form a specific angle (eg, 45 degrees), and the second shielding structure ( 310f) and the second grid pattern of the second image sensor 340 may be arranged to form a different specific angle (eg, 0 degree).
  • An electronic device includes a camera module including a display and at least one camera disposed below the display and acquiring an image of light passing through the display, wherein the camera module includes a first a first image sensor including monochrome pixels in a lattice pattern, and a second image sensor including a color filter array including a plurality of color filters in a second lattice pattern; The second grid pattern may form a designated angle with the first grid pattern.
  • a unit pixel of the second image sensor includes a first pixel and a second pixel corresponding to different color filters, and the color of the first pixel within the unit pixel is The first area occupied by the color of the second pixel may be different from the second area occupied by the color of the second pixel.
  • the electronic device further includes at least one processor electrically connected to the display and the camera module, wherein the at least one processor obtains a first image from the first image sensor, A second image may be obtained from the second image sensor, and a resulting image may be generated based on the first image and the second image.
  • the resolution of the resulting image may be higher than the resolution of the first image and the resolution of the second image.
  • the second grid pattern may form an angle of substantially 45 degrees with the first grid pattern.
  • a color of each of the plurality of color filters may be at least one of red, green, and blue.
  • the first area occupied by the color of the first pixel may be larger than the second area occupied by the color of the second pixel.
  • the color of the first pixel may be green, and the color of the second pixel may be red or blue.
  • the display may include a shielding structure including a pixel layer including a plurality of display pixels and at least one shielding layer having holes formed under the pixel layer.
  • the shielding structure includes an opaque metal layer including a designated pattern, and the designated pattern corresponds to at least one of positions of the display pixels or positions of wires connecting the display pixels. It can be.
  • the shielding structure includes an opaque metal layer including a first designated pattern and a transparent layer including a second designated pattern, the first designated pattern corresponding to positions of the display pixels, ,
  • the second designated pattern may correspond to locations of wires connecting the display pixels.
  • An electronic device includes a display including a shielding structure including at least one shielding layer, and at least one camera disposed under the display to acquire an image of light passing through the display.
  • a camera module wherein the camera module includes a first image sensor including a plurality of pixels of the same type in a first grid pattern, and a second image sensor including a plurality of unit pixels in a second grid pattern
  • the shielding structure comprises a first area having a first display grid pattern at a location corresponding to the first image sensor, and a second area having a second display grid pattern at a location corresponding to the second image sensor.
  • a first angle formed by the first grid pattern and the first display grid pattern may be different from a second angle formed by the second grid pattern and the second display grid pattern.
  • the first grid pattern and the second grid pattern form an angle of substantially 0 degrees, and the first display grid pattern and the second display grid pattern form an angle of substantially 45 degrees.
  • the first grid pattern and the second grid pattern form an angle of substantially 45 degrees, and the first display grid pattern and the second display grid pattern form an angle of substantially 0 degrees.
  • the first image sensor may not include a color filter
  • the second image sensor may include at least one color filter
  • a Nyquist frequency of the first image sensor and a Nyquist frequency of the second image sensor may be the same.
  • the display includes a shielding structure including at least one shielding layer in the first region and at least one shielding layer in the second region, each having a different display grid pattern. It may include a shielding structure that
  • the first angle may be 0 degrees and the second angle may be 45 degrees.
  • the first angle may be 45 degrees and the second angle may be 0 degrees.
  • the shielding structure of the display includes an opaque metal layer having a designated pattern, and the designated pattern is at least one of positions of the display pixels and positions of wires connecting the display pixels. can correspond to one.

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Abstract

일 실시 예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 및 상기 디스플레이의 아래에 배치되어 상기 디스플레이를 통과한 광에 대한 이미지를 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 제1 격자 패턴의 모노크롬 픽셀들을 포함하는 제1 이미지 센서, 및 제2 격자 패턴의 복수의 컬러 필터들(a plurality of color filters)을 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 제2 이미지 센서를 포함하고, 상기 제2 격자 패턴은 상기 제1 격자 패턴과 지정된 각도를 이룰 수 있다.

Description

언더 디스플레이 카메라를 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법
본 개시는 언더 디스플레이 카메라를 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
디스플레이의 액티브(active) 영역이 확장되면서 전자 장치의 전면의 대부분이 디스플레이의 액티브 영역을 포함하는 풀 프론트(full front) 디스플레이가 출시되고 있다. 이에 따라, 디스플레이의 아래에 전면 카메라를 배치하고, 기존의 전면 카메라가 점유하던 영역까지 디스플레이로 이용할 수 있는 언더 디스플레이 카메라(UDC, under display camera) 기술이 발전하고 있다. 언더 디스플레이 카메라를 구비한 전자 장치는, 디스플레이 패널 및 카메라 모듈의 렌즈를 통과한 빛을 이용하여, 이미지를 촬영할 수 있다.
전자 장치가 언더 디스플레이 카메라를 포함하는 경우, 디스플레이 패널의 패턴 특성으로 인해서 상기 카메라에 의해 획득되는 이미지의 화질 저하가 발생할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널의 패턴에 의한 빛의 회절 또는 산란이 발생하여, 일부 주파수 대역의 성분이 감쇄됨에 따라 이미지의 화질 저하가 발생할 수 있다. 또는, 광원을 촬영하는 경우, 상기 디스플레이 패널의 패턴에 의한 격자 회절로 인해 빛 갈라짐이 발생할 수 있고, 격자의 반사 플레어(flare)로 인해 이미지의 화질 저하가 발생할 수 있다. 전자 장치는 신호 처리 또는 딥러닝과 같은 소프트웨어적인 방식으로 언더 디스플레이 카메라의 화질을 보상할 수 있다. 그러나 이 경우에도 신호의 감쇄 수준이 큰 경우, 손실된 주파수 성분의 복원이 어려울 수 있고, 이미지의 화질 저하를 완벽하게 보상하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
전자 장치에서 BML(Bottom Metal Layer) 패턴을 가진 디스플레이 아래에 카메라가 배치되기 때문에 수광 시에 빛의 일부가 차단되며, BML 패턴에 의해 빛이 회절 및 산란되는 언더 디스플레이 카메라의 PSF(point spread function)의 특성으로 인해 MTF(modulation transfer function) 특성이 저하됨에 따라, 이미지가 뿌옇게 되고, 화질 저하가 발생하게 된다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 및 상기 디스플레이의 아래에 배치되어 상기 디스플레이를 통과한 광에 대한 이미지를 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 제1 격자 패턴의 모노크롬 픽셀들을 포함하는 제1 이미지 센서, 및 제2 격자 패턴의 복수의 컬러 필터들(a plurality of color filters)을 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 제2 이미지 센서를 포함하고, 상기 제2 격자 패턴은 상기 제1 격자 패턴과 지정된 각도를 이룰 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조를 포함하는 디스플레이 및 상기 디스플레이의 아래에 배치되어 상기 디스플레이를 통과한 광에 대한 이미지를 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 제1 격자 패턴의 서로 동일한 타입의 복수 개의 픽셀들을 포함하는 제1 이미지 센서, 및 제2 격자 패턴의 복수 개의 단위 픽셀들을 포함하는 제2 이미지 센서를 포함하고, 상기 차폐구조는, 상기 제1 이미지 센서와 대응하는 위치에서 제1 디스플레이 격자 패턴을 갖는 제1 영역, 및 상기 제2 이미지 센서와 대응하는 위치에서 제2 디스플레이 격자 패턴을 갖는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 격자 패턴과 상기 제1 디스플레이 격자 패턴이 이루는 제1 각도와, 상기 제2 격자 패턴과 상기 제2 디스플레이 격자 패턴이 이루는 제2 각도는 서로 상이할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 아래에 멀티 카메라를 배치할 때, PSF의 회절 영향이 적은 방향으로 이미지 센서들을 서로 다른 각도로 배치하여, 영상의 고주파 영역까지 해상도를 개선할 수 있는 효과가 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른, 카메라 모듈을 예시하는 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 차폐구조를 나타내는 도면이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제1 이미지 센서의 픽셀 어레이를 나타낸 도면이다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제2 이미지 센서의 픽셀 어레이를 나타낸 도면이다.
도 6a는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 디스플레이에 포함된 차폐구조의 패턴과 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 제1 각도 또는 제2 각도를 이루면서 배치된 경우를 나타내는 도면이다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 디스플레이에 포함된 차폐구조의 패턴과 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 제1 각도 또는 제2 각도를 이루면서 배치된 경우 MTF 그래프의 개형을 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 제1 이미지 센서 및 제2 이미지 센서의 나이퀴스트(Nyquist) 주파수 범위를 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 UDC의 PSF 특성을 나태는 도면이다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 제1 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴 및 제2 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴의 방향이 같은 경우의 디스플레이의 차폐구조의 패턴을 나타낸 도면이다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 제1 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴 및 제2 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴의 방향이 같은 경우의 디스플레이의 차폐구조의 패턴을 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 제1 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴 및 제2 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴의 방향이 다른 경우를 나타낸 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 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(110), 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. 다양한 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 다양한 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 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, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 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 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 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 패턴을 포함하는 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, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 1004) 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, 1004, 또는 1008) 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. 일 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합으로 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 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 비일시적 저장 매체는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않을 수 있으며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈(180)을 예시하는 블럭도(200)이다.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈(180)은 렌즈 어셈블리(210), 플래쉬(220), 이미지 센서(230), 이미지 스태빌라이저(240), 메모리(250)(예: 버퍼 메모리), 및/또는 이미지 시그널 프로세서(260)(예: 프로세싱 회로를 포함하는 프로세서)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, 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(예: 디스플레이 모듈(160))를 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(250)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 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 다양한 프로세싱 회로를 포함할 수 있고, 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(예: 디스플레이 모듈(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(예: 디스플레이 모듈(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. 이런 경우, 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 3에 도시된 전자 장치(101)는 도 1 및 도 2에 도시된 전자 장치(101)와 적어도 일부가 유사하거나 다른 실시 예를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(101)는 프로세서(120)(예: 프로세싱 회로를 포함하는 프로세서), 메모리(130), 디스플레이(160), 및 카메라 모듈(180)(예: 카메라를 포함하는 카메라 모듈)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 전자 장치(101)는 도 3에 도시된 구성요소들 외에 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있고, 또는 도 3에 도시된 구성요소들 중 적어도 하나는 전자 장치(101)에서 생략될 수도 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(120)는 메모리(130), 디스플레이(160), 및 카메라 모듈(180)과 작동적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 메모리(130), 디스플레이(160), 및 카메라 모듈(180)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 다양한 프로세싱 회로를 포함할 수 있고, 메모리(130)에 저장된 인스트럭션들(instructions)을 이용하여 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), MCU(micro controller unit), 센서허브, 보조프로세서(supplementary processor), 통신프로세서(communication processor), 애플리케이션 프로세서(application processor), ASIC(application specific integrated circuit), 및 FPGA(field programmable gate arrays) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 복수의 코어들을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(130)는 전자 장치(101)의 동작들과 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(130)는 카메라 모듈(180)을 이용하여 획득한 이미지에 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 다른 예를 들어, 메모리(130)는 카메라 모듈(180)을 이용하여 촬영하는 광원에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)는 전자 장치(101)의 외부로 데이터를 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 카메라 모듈(180)을 통해 획득한 이미지 데이터를 디스플레이(160)를 이용하여 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)는 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 포함하는 픽셀 레이어(320)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(160)는 픽셀 레이어(320)를 이용하여 외부 사용자에게 색상 데이터를 포함하는 이미지 데이터를 시각적으로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)는 차폐구조(310)(예: 차폐 레이어)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(160)는 픽셀 레이어(320)의 형상과 대응하는 형상의 차폐구조(310)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 제1 카메라(350) 및 제2 카메라(360)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 카메라(350)는 제1 이미지 센서(330)를 포함하고, 제2 카메라(360)는 제2 이미지 센서(340)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 이미지 센서(330)는 제1 격자 패턴을 형성하는 서로 동일한 타입의 복수 개의 픽셀들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 이미지 센서(340)는 제2 격자 패턴을 형성하는 복수 개의 단위 픽셀들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 이미지 센서(340)의 단위 픽셀은 서로 상이한 컬러 필터들에 대응되는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 단위 픽셀 내에서 제1 픽셀의 컬러가 차지하는 제1 면적과 제2 픽셀의 컬러가 차지하는 제2 면적은 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 이미지 센서(330)는 흑백 영상을 획득하기 위한 모노(mono) 이미지 센서를 포함할 수 있고, 제2 이미지 센서(340)는 컬러 영상을 획득하기 위한　RGB(red, green, blue)　이미지 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 이미지 센서(330)는 컬러 필터를 포함하지 않을 수 있고, 제2 이미지 센서(340)는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 제1 이미지 센서(330)(예: 모노 이미지 센서)는 컬러 필터를 포함하지 않기 때문에 RGB 이미지 센서보다 높은 수광 효율을 가질 수 있다. 전자 장치(101)는 제1 이미지 센서(330)로 획득한 영상을 제2 이미지 센서(340)(예: RGB 이미지 센서)로 획득한 영상과 합성하여 저조도에서도 우수한 품질을 가지는 컬러 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 RGB 이미지 센서와 모노 이미지 센서를 통해 컬러 이미지 및 모노 이미지를 각각 획득하고, 상기 모노 이미지에 기반하여 상기 컬러 이미지의 밝기를 개선할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)는, 컬러 이미지와 모노 이미지를 이용하여 영상 처리(예: 이미지 정합(image registration), 또는 이미지 워핑(image warping))을 수행할 수 있다. 또한, 전자 장치(101)는, 컬러 이미지의 컬러 정보와 모노 이미지의 가이드(guided) 필터를 통한 가이드 정보(guidance information)을 이용하여, 컬러 이미지의 밝기가 개선된 이미지를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 차폐구조(310)의 아래에 배치될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(180)은 디스플레이(160)에 포함되는 차폐구조(310)의 아래에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 디스플레이(160)를 통해 외부 환경을 검출하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(180)은 전자 장치(101)의 내부 공간에서, 디스플레이(160)에 형성된 오프닝 또는 투과 영역을 통해 외부 환경과 접할 수 있도록 배치될 수 있다. 카메라 모듈(180)은 디스플레이(160)의 투과 영역을 통과한 광을 이용하여 이미지를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)의 영역 중 카메라 모듈(180)과 대면하는(또는, 카메라 모듈(180)의 위치와 대응하는) 영역은 콘텐트를 표시하는 영역의 일부로서, 지정된 광 투과율을 갖는 투과 영역으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이(160)의 영역 중 카메라 모듈(180)과 대면하는(또는, 대응하는) 영역은 높은 광 투과율(또는 개구율)을 갖도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 투과 영역은 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서 (230))로 결상되어 화상을 생성하기 위한 광이 통과하는, 일부 카메라 모듈(180)의 유효 영역(예: 화각 영역)과 중첩되는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(160)의 투과 영역은 주변보다 픽셀의 밀도 및/또는 배선 밀도가 낮은 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투과 영역은 상술한 오프닝을 대체할 수 있다. 예를 들어, 일부 카메라 모듈(180)은 언더 디스플레이 카메라(under display camera, UDC)를 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(101))에 포함된 차폐구조(310)(예: 차폐 레이어) 중 카메라 모듈(180)과 대면하는 부분을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 디스플레이(160)는 사용자에게 이미지 데이터를 시각적으로 제공하기 위해 화면이 표시되는 영역에 픽셀 레이어(320)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 픽셀 레이어(320)에 대응하는 디스플레이(160)의 화면 영역을 통해 사용자에게 이미지 데이터를 시각적으로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차폐구조(310)는 픽셀 레이어(320)의 아래에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 차폐구조(310)는 픽셀 레이어(320)의 형상 및/또는 패턴에 대응하는 형상 및/또는 패턴을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차폐구조(310)는 지정된 패턴을 포함하는 불투명 금속층을 포함할 수 있다. 상기 지정된 패턴은 픽셀 레이어(320)에 포함된 디스플레이 픽셀들의 위치, 및 상기 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선들의 위치에 대응될 수 있다. 예를 들면, 차폐구조(310)는 디스플레이 픽셀의 형상(예: 사각형) 및 연결 배선의 형상에 대응되는 패턴을 갖는 불투명 금속층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 레이어(320)는 사각형의 디스플레이 픽셀들과, 상기 디스플레이 픽셀들 사이의 홀이 반복되는 패턴을 가질 수 있다. 이 경우에, 차폐구조(310)도 마찬가지로 사각형과 홀(410)이 반복되는 패턴의 구조를 가질 수 있다. 또한, 차폐구조(310)의 홀(410)의 위치는 픽셀 레이어(320)의 홀의 위치에 대응할 수 있다. 예를 들면, 차폐구조(310)와 픽셀 레이어(320)는 홀(410)을 공유하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차폐구조(310)는 제1 지정된 패턴을 포함하는 불투명 금속층 및 제2 지정된 패턴을 포함하는 투명층을 포함할 수 있다. 제1 지정된 패턴은 픽셀 레이어(320)에 포함된 디스플레이 픽셀들의 위치에 대응할 수 있다. 제2 지정된 패턴은 상기 픽셀 레이어(320)에 포함된 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선들의 위치에 대응될 수 있다. 예를 들면, 차폐구조(310)는 디스플레이 픽셀의 형상(예: 사각형)에 대응되는 불투명 금속층, 및 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선의 형상에 대응되는 투명층을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차폐구조(310)의 패턴은 카메라 모듈(180)의 배치를 위해 디스플레이(160)의 일부 층(예: 보호층)이 적어도 일부 제거된 영역에 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 차폐구조(310)는 디스플레이(160)의 일부 층(예: 보호층)에 홀(예: 홀(410))이 형성된 구조일 수 있다. 일 실시 예에서, 차폐구조(310)는 홀(예: 홀(410))을 포함하도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차폐구조(310)는 금속 소재를 포함할 수 있고, 픽셀 레이어(320)의 아래에 증착 및/또는 패터닝 방식으로 형성될 수 있다. 차폐구조(310)는 픽셀을 보호하고, 픽셀로부터 방출되는 빛을 차단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차폐구조(310)는 카메라 모듈(180)로 유입되는 빛의 회절을 줄이기 위한 지정된 패턴(black matrix), 또는 상기 지정된 패턴들을 포함하는 불투명 금속층(예: buffer layer, BML(bottom metal layer))을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 카메라 모듈(180)은 차폐구조(310)의 아래에 배치될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(180)은 디스플레이(160)에 포함된 차폐구조(310)의 아래에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 광원의 광은 디스플레이(160)의 적어도 일부를 통과하여 카메라 모듈(180)의 렌즈 어셈블리(210)로 입사될 수 있다. 예를 들어, 외부 광원의 광은 디스플레이(160)에 포함된 픽셀 레이어(320) 및 차폐구조(310)를 통과하여 렌즈 어셈블리(210)로 입사될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 4는 UDC 디스플레이의 일 예시를 도시한 것일 뿐, UDC 디스플레이는 이에 한정되지 않으며 다양한 형상 또는 구조로 이루어질 수 있다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제1 이미지 센서의 픽셀 어레이를 나타낸 도면이다. 도 5b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제2 이미지 센서의 픽셀 어레이를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 이미지 센서(예: 도 3의 제1 이미지 센서(330))의 제1 픽셀 어레이(510) 및 제2 이미지 센서(예: 도 3의 제2 이미지 센서(340))의 제2 픽셀 어레이(520)는 다수의 광 감지 소자들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 어레이(510) 및 제2 픽셀 어레이(520)는 복수의 포토 다이오드(photo diode)들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 포토 다이오드들 각각은 입사된 광에 대응하는 값을 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 포토 다이오드들 각각은, 광전 효과에 기반하여 입사된 광에 대응하는 값을 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 포토 다이오드들 각각은, 광전 효과에 기반하여 입사된 광의 세기(또는, 조도)에 대응하는 값을 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 포토 다이오드들 각각은, 광전 효과에 기반하여 입사된 광의 세기(또는, 조도)에 대응하는 전하를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 포토 다이오드들 각각은, 생성된 전하의 양에 따른 전류를 출력할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 제1 이미지 센서(330)는 제1 픽셀 어레이(510)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 픽셀 어레이(510)는 복수의 모노크롬 픽셀들을 포함할 수 있으며, 하나의 픽셀 폭은 제1 길이(501a)를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 픽셀 어레이(510)에 포함된 모노크롬 픽셀들은 제1 격자 패턴을 이룰 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제2 이미지 센서(340)는 제2 픽셀 어레이(520)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 픽셀 어레이(520)는 복수의 컬러필터들을 포함할 수 있으며, 하나의 컬러필터 폭은 제2 길이(501b)를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 픽셀 어레이(520)에 포함된 복수의 컬러필터들은 제2 격자 패턴(예: 베이어 패턴)을 이룰 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 컬러 필터들 각각은 미리 지정된 색(또는, 컬러 채널)의 광을 통과시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 각각의 컬러 필터는, 미리 지정된 패턴(예: 베이어 패턴)에 따라, 미리 지정된 색(예: 적색, 청색, 또는 녹색) 중 하나의 색(예: 적색)의 광을 통과시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 컬러 필터는 미리 지정된 색(또는, 컬러 채널) 이외의 색의 광을 대부분 차단할 수 있다.
도 6a는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(160))에 포함된 차폐구조(예: 도 3의 차폐구조(310))의 패턴과 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230))에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 제1 각도(예: 0도) 또는 제2 각도(예: 45도)를 이루면서 배치된 경우를 나타내는 도면이다.
도 6a의 (a)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 디스플레이(160)에 포함된 차폐구조(310)의 패턴과 이미지 센서(230)에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 제1 각도(예: 0도)를 이루면서 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)에 포함된 차폐구조(310)의 제1 패턴(603)은 이미지 센서(230)에 포함된 픽셀 어레이(601)의 패턴과 제1 각도(예: 0도)를 이룰 수 있다. 예를 들어, 차폐구조(310)의 제1 패턴(603)은 제1 이미지 센서(예: 도 3의 제1 이미지 센서 (330))에 포함된 제1 픽셀 어레이(510)의 제1 격자 패턴과 제1 각도를 이룰 수 있다. 또한, 차폐구조(310)의 제1 패턴(603)은 제2 이미지 센서(예: 도 3의 제2 이미지 센서 (340))에 포함된 제2 픽셀 어레이(520)의 제2 격자 패턴과 제1 각도를 이룰 수 있다.
도 6a의 (b)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 디스플레이(160)에 포함된 차폐구조(310)의 패턴과 이미지 센서(230)에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 제2 각도(예: 45도)를 이루면서 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)에 포함된 차폐구조(310)의 제2 패턴(605)은 이미지 센서(230)에 포함된 픽셀 어레이(601)의 패턴과 제2 각도(예: 45도)를 이룰 수 있다. 예를 들어, 차폐구조(310)의 제2 패턴(605)은 제1 이미지 센서(330)에 포함된 제1 픽셀 어레이(510)의 제1 격자 패턴과 제2 각도를 이룰 수 있다. 또한, 차폐구조(310)의 제2 패턴(605)은 제2 이미지 센서(340)에 포함된 제2 픽셀 어레이(520)의 제2 격자 패턴과 제2 각도를 이룰 수 있다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(160))에 포함된 차폐구조(예: 도 3의 차폐구조(310))의 패턴과 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230))에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 제1 각도(예: 0도) 또는 제2 각도(예: 45도)를 이루면서 배치된 경우 MTF 그래프의 개형을 나타내는 도면이다.
도 6b를 참조하면, X축은 공간 주파수를 의미하고, Y축은 MTF를 나타낸다. 도 6b의 참조번호 630은 차폐구조(예: 도 3의 차폐구조(310))의 패턴과 픽셀 어레이(예: 도 6a의 픽셀 어레이(601))의 격자 패턴이 제1 각도(예: 0도)를 이루면서 배치되었을 때의 제1 MTF를 나타낸다. 참조번호 640은 차폐구조(310)의 패턴과 픽셀 어레이(601)의 격자 패턴이 제2 각도(예: 45도)를 이루면서 배치되었을 때의 제2 MTF를 나타낸다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 저주파(예: 약 200lp/mm 미만) 구간에서는 제1 MTF(630)가 제2 MTF(640)보다 좋을 수 있다. 예를 들어, 저주파 구간에서는 차폐구조(310)의 패턴과 픽셀 어레이(601)의 격자 패턴이 제1 각도(예: 0도)를 이루면서 배치되었을 때의 MTF가 차폐구조(310)의 패턴과 픽셀 어레이(601)의 격자 패턴이 제2 각도(예: 45도)를 이루면서 배치되었을 때보다 좋을 수 있다.
또한, 고주파(예: 약 200lp/mm 이상) 구간에서는 제2 MTF(640)가 제1 MTF(630)보다 좋을 수 있다. 예를 들어, 고주파 구간에서는 차폐구조(310)의 패턴과 픽셀 어레이(601)의 격자 패턴이 제2 각도(예: 45도)를 이루면서 배치되었을 때의 MTF가 차폐구조(310)의 패턴과 픽셀 어레이(601)의 격자 패턴이 제1 각도(예: 0도)를 이루면서 배치되었을 때보다 좋을 수 있다. MTF(modulation transfer function) 그래프는 카메라 렌즈의 해상도(resolution)/해상력(resolution power) 및 정확도(contrast)를 나타낼 수 있다. 카메라 렌즈의 해상력과 관련하여, 서로 번갈아 표시되는 흑/백 선을 라인 쌍(line pair)으로 부를 수 있고, 해상력은 밀리미터 당 상기 라인 쌍(lp(line pair)/mm)으로 측정되는 주파수로 정의될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이의 픽셀(또는, 픽셀 패턴)으로 인해, 디스플레이 아래(예: 배면)에 배치되는 카메라(예: UDC)의 배치 방향에 따라 MTF는 다를 수 있다. 종래의 MTF가 고주파로 갈수록 감소하는 것과 달리, UDC 구조에서의 MTF는 차폐구조(310)의 패턴에 의해 생기는 빛의 회절로 인하여 주파수가 커질수록 감소하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 MTF(630) 및/또는 제2 MTF(640)에서 주파수가 높을 때의 MTF가 주파수가 낮을 때의 MTF보다 높을 수 있다. 해상력은 예를 들어 서로 다른 대상을 광학적으로 분별할 수 있게 표현하는 성능으로 참조될 수 있고, 콘트라스트, 선명도, 또는 선예도와 연관될 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 제1 이미지 센서(예: 도 3의 제1 이미지 센서(330)) 및 제2 이미지 센서(예: 도 3의 제2 이미지 센서(340))의 나이퀴스트 주파수(nyquist frequency) 범위를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 참조 번호 710은 제1 이미지 센서(330)(예: 모노 이미지 센서)에서 흑백을 표현하기 위한 나이퀴스트(nyquist) 주파수의 제1 범위를 나타낸다. 참조 번호 720은 제2 이미지 센서(340)(예: Bayer-RGB 이미지 센서)에서 녹색을 표현하기 위한 나이퀴스트 주파수의 제2 범위를 나타낸다. 참조번호 730은 제2 이미지 센서(340)에서 적색 또는 청색을 표현하기 위한 나이퀴스트 주파수의 제3 범위를 나타낸다. 일 실시 예에 따르면, 제2 이미지 센서(340)의 단위 픽셀은 서로 상이한 컬러 필터들에 대응되는 제1 픽셀(예: Gr 및 Gb) 및 제2 픽셀(예: R 또는 B)을 포함하고, 단위 픽셀 내에서 제1 픽셀의 컬러가 차지하는 제1 면적과 제2 픽셀의 컬러가 차지하는 제2 면적이 상이할 수 있다. 예를 들면, 제2 이미지 센서(340)에 포함된 단위 픽셀 내에서 녹색에 대응하는 제1 면적은 적색(또는, 청색)에 대응하는 제2 면적의 2배일 수 있다. 따라서 참조번호 720의 제2 범위는 참조번호 730의 제3 범위보다 넓을 수 있다. 즉 제2 이미지 센서(340)의 단위 픽셀 내에서 녹색이 차지하는 제1 면적이 적색(또는 청색)이 차지하는 제2 면적보다 크기 때문에, 녹색을 표현하기 위한 나이퀴스트 주파수의 제2 범위가 적색(또는 청색)을 표현하기 위한 나이퀴스트 주파수의 제3 범위보다 넓게 나타날 수 있다.
예를 들어, 제1 범위(710)를 참조하면, 제1 이미지 센서(330)에서 흑백을 표현하기 위한 X축 또는 Y축으로의 나이퀴스트 주파수를 Fny라고 정의할 때, 대각선으로의 나이퀴스트 주파수는 Fny의
Figure PCTKR2022020599-appb-img-000001
배가 되므로, 1.414Fny일 수 있다.
또한 제2 범위(720)를 참조하면, 제2 이미지 센서(340)에서 녹색을 표현하기 위한 X축 또는 Y축으로의 나이퀴스트 주파수는 Fny가 되며, 대각선으로의 나이퀴스트 주파수는 Fny의
Figure PCTKR2022020599-appb-img-000002
배가 되므로, 0.707Fny일 수 있다.
또한 제3 범위(730)를 참조하면, 제2 이미지 센서(340)에서 청색 또는 적색을 표현하기 위한 X축 또는 Y축으로의 나이퀴스트 주파수는 0.5Fny가 되며, 대각선으로의 나이퀴스트 주파수는 0.5Fny의
Figure PCTKR2022020599-appb-img-000003
배가 되므로, 0.707Fny일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 나이퀴스트 주파수의 제1 범위(710) 안쪽이면서 나이퀴스트 주파수의 제2 범위(720) 바깥쪽의 영역은 제1 이미지 센서(330)로 표현 가능하되 제2 이미지 센서(340)로는 표현 가능하지 않을 수 있다. 따라서, 제1 이미지 센서(330)에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴과 제2 이미지 센서(340)에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 0도 이외의 특정 각도를 이룰 때 해상도 표현 범위가 증가할 수 있다. 예를 들어, 제1 범위(710)를 참조하면, 해상도 표현 범위가 가장 큰 방향은 대각선 방향이므로, 제1 이미지 센서(330)에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴과 제2 이미지 센서(340)에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 45도를 이루는 경우 해상도를 표현하는 것에 가장 유리할 수 있다.
따라서, UDC 내에 2개의 카메라들이 각각 모노 이미지 센서 및 RGB 이미지 센서를 포함하면, 화소의 사이즈나 두 센서들의 크기가 같다 해도, 두 센서들의 해상도 표현 범위가 다르고, UDC의 방향에 의한 해상도 차이가 발생하기 때문에, 모노 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴과 RGB 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 특정 각도(예: 45도)를 이루는 경우 해상도를 표현하는 것에 유리할 수 있다. 다만, 본 개시에서 모노 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴과 RGB 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴이 이루는 각도가 45도에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 UDC의 PSF(point spread function) 특성을 나태는 도면이다.
도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(160))를 통과하여 회절이 발생한 광의 광원 이미지는 제1 영역(810) 및 제2 영역(820)을 포함할 수 있다. 제1 영역(810)은 에어리 원반(airy disk)의 중심 영역일 수 있고, 제2 영역(820)은 광원의 회절 영역일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 영역(810)의 수직 또는 수평 방향인 제2 영역(820)에 대한 PSF 회절 영향도는 제1 영역(810)의 대각선 방향인 제3 영역(830)에 대한 PSF 회절 영향도와 다를 수 있다.
일 실시 예에 따르면, UDC의 PSF 회절 영향도가 작은 방향 및/또는 제3 영역(830)을 식별한 것에 기반하여, 제1 이미지 센서(예: 도 3의 제1 이미지 센서(330)) 및 제2 이미지 센서(예: 도 3의 제2 이미지 센서(340))는 UDC의 PSF 영향도가 작은 방향으로 틀어져 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 이미지 센서(330) 및 제2 이미지 센서(340)가 동일한 방향으로 배치되는 경우, 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(160))의 BML 패턴 방향이 틀어져 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)에 포함된 차폐구조(310)가 디스플레이 픽셀들의 위치 및 연결 배선들의 위치에 대응하는 불투명층(예: 불투명 금속층)을 포함하면 도 8에서 설명되는 회절이 발생할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 4와 관련되어 설명된 바와 같이 차폐구조(310)에 디스플레이 픽셀들에 대응되는 불투명층(예: 불투명 금속층) 및 연결 배선들에 대응되는 투명층이 포함된 경우에도 도 8의 회절이 발생할 수 있다. 예를 들면, 차폐구조(310)에 연결 배선들의 위치에 대응하는 투명층(예: 투명 배선)이 포함된 경우에도 상기 차폐구조(310)의 홀(예: 도 4의 홀(410))과 투명층(또는, 투명 배선)의 광 투과 인덱스(index)가 다르므로 도 8에서 설명되는 회절이 발생할 수 있다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 제1 이미지 센서(예: 도 3의 제1 이미지 센서(330))에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴 및 제2 이미지 센서(예: 도 3의 제2 이미지 센서(340))에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴의 방향이 같은 경우의 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(160))의 차폐구조(예: 도 3의 차폐구조(310))의 패턴을 나타낸 도면이다. 도 9b는 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 제1 이미지 센서(330)에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴 및 제2 이미지 센서(340)에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴의 방향이 같은 경우의 디스플레이(160)의 차폐구조(310)의 패턴을 나타낸 도면이다.
차폐구조(310)의 패턴은 예를 들어, 차폐구조(310)에 포함된 불투명 금속층의 패턴(예: BML 패턴)으로 참조될 수 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 차폐구조(310)는 렌즈 어셈블리(210)를 통과하는 빛의 회절을 줄이기 위한 지정된 패턴(black matrix), 또는 지정된 패턴들을 포함하는 불투명 금속층(예: buffer layer, BML(bottom metal layer))을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이미지 센서(예: 제1 이미지 센서(330) 및 제2 이미지 센서(340))는 렌즈 어셈블리(210)를 통과한 빛에 기반하여 적어도 하나의 이미지를 획득할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 제1 이미지 센서(330)에 포함된 제1 픽셀 어레이(510)의 격자 패턴 및 제2 이미지 센서(340)에 포함된 제2 픽셀 어레이(520)의 격자 패턴이 같은 방향으로 배치된 경우, 제1 이미지 센서(330)의 위에 배치되는 디스플레이(160)의 제1 차폐구조(310a)의 패턴과 제2 이미지 센서(340)의 위에 배치되는 디스플레이(160)의 제2 차폐구조(310b)의 패턴은 일정 각도(예: 45도)를 이루도록 배치될 수 있다. 디스플레이(160)의 제1 차폐구조(310a)는 차폐구조의 제1 영역으로 참조되거나 지칭될 수 있다. 차폐구조의 제1 영역(또는 제1 차폐구조(310a))은 예를 들어, 제1 이미지 센서(330)와 대응하는 위치에 배치된 차폐구조로 참조될 수 있다. 디스플레이(160)의 제2 차폐구조(310b)는 차폐구조의 제2 영역으로 참조되거나 지칭될 수 있다. 차폐구조의 제2 영역(또는 제2 차폐구조(310b))은 예를 들어, 제2 이미지 센서(340)와 대응하는 위치에 배치된 차폐구조로 참조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 이미지 센서(330)에서 모노크롬 픽셀들이 제1 격자 패턴을 형성하고, 제2 이미지 센서(340)에서 복수의 컬러 필터들이 제2 격자 패턴을 형성하고, 상기 제1 격자 패턴과 제2 격자 패턴이 0도를 이루는 경우, 디스플레이(160)의 제1 차폐구조(310a)의 패턴은 제1 격자 패턴과 제1 각도(예: 0도)를 이루고, 디스플레이(160)의 제2 차폐구조(310b)의 패턴은 제2 격자 패턴과 제2 각도(예: 45도)를 이루도록 배치될 수 있다. 제1 각도와 제2 각도는 상이할 수 있다. 디스플레이(160)의 제1 차폐구조(310a)의 패턴은 제1 디스플레이 격자 패턴으로 지칭될 수 있다. 디스플레이(160)의 제2 차폐구조(310b)의 패턴은 제2 디스플레이 격자 패턴으로 지칭될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제1 이미지 센서(330)에 포함된 제1 픽셀 어레이(510)의 격자 패턴 및 제2 이미지 센서(340)에 포함된 제2 픽셀 어레이(520)의 격자 패턴이 같은 방향으로 배치된 경우, 제1 이미지 센서(330)의 위에 배치되는 디스플레이(160)의 제1 차폐구조(310c)의 패턴과 제2 이미지 센서(340)의 위에 배치되는 디스플레이(160)의 제2 차폐구조(310d)의 패턴은 일정 각도(예: 45도)를 이루도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 이미지 센서(330)에서 모노크롬 픽셀들이 제1 격자 패턴을 형성하고, 제2 이미지 센서(340)에서 복수의 컬러 필터들이 제2 격자 패턴을 형성하고, 상기 제1 격자 패턴과 제2 격자 패턴이 0도를 이루는 경우, 디스플레이(160)의 제1 차폐구조(310c)의 패턴은 제1 격자 패턴과 제2 각도(예: 45도)를 이루고, 디스플레이(160)의 제2 차폐구조(310d)의 패턴은 제2 격자 패턴과 제1 각도(예: 0도)를 이루도록 배치될 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 제1 이미지 센서(예: 도 3의 제1 이미지 센서(330))에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴 및 제2 이미지 센서(예: 도 3의 제2 이미지 센서(340))에 포함된 픽셀 어레이의 격자 패턴의 방향이 다른 경우를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 차폐구조(310)는 렌즈 어셈블리(210)를 통과하는 빛의 회절을 줄이기 위한 지정된 패턴(black matrix), 또는 지정된 패턴들을 포함하는 불투명 금속층(예: buffer layer, BML(bottom metal layer))을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이미지 센서(예: 제1 이미지 센서(330) 및 제2 이미지 센서(340))는 렌즈 어셈블리(210)를 통과한 빛에 기반하여 적어도 하나의 이미지를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 이미지 센서(330)에 포함된 제1 픽셀 어레이(510)의 모노크롬 픽셀들이 제1 격자 패턴을 형성하고, 제2 이미지 센서(340)에 포함된 제2 픽셀 어레이(520)의 복수의 컬러 필터들이 제2 격자 패턴을 형성하는 경우, 제1 격자 패턴과 제2 격자 패턴이 일정 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 격자 패턴과 제2 격자 패턴은 45도를 이루도록 배치될 수 있다. 다만, 상기 각도는 45도에 한정되는 것은 아니고, 제1 격자 패턴과 제2 격자 패턴이 이루는 각도는 차폐구조(310)의 BML 패턴에 따라 달라질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 이미지 센서(330)의 제1 격자 패턴과 제2 이미지 센서(340)의 제2 격자 패턴이 특정 각도(예: 45도)를 이루도록 배치된 경우, 제1 이미지 센서(330)의 위에 배치되는 제1 차폐구조(310e)의 패턴과 제2 이미지 센서(340)의 위에 배치되는 제2 차폐구조(310f)의 패턴은 0도를 이루도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 차폐구조(310e)(또는 차폐구조의 제1 영역)의 제1 디스플레이 격자 패턴과 제1 이미지 센서(330)의 제1 격자 패턴이 이루는 제1 각도는, 제2 차폐구조(310f)(또는 차폐구조의 제2 영역)의 제2 디스플레이 격자 패턴과 제2 이미지 센서(340)의 제2 격자 패턴이 이루는 제2 각도와 상이할 수 있다. 예를 들면, 도 10에서는 제1 차폐구조(310e)의 패턴(예: 제1 디스플레이 격자 패턴)과 제1 이미지 센서(330)의 제1 격자 패턴이 0도를 이루고, 제2 차폐구조(310f)의 패턴(예: 제2 디스플레이 격자 패턴)과 제2 이미지 센서(340)의 제2 격자 패턴은 특정 각도(예: 45도)를 이루도록 도시되었으나, 이는 하나의 실시 예에 해당하고 이 외의 다양한 실시 예가 가능하다. 예를 들면, 도 10의 도시와 달리, 제1 차폐구조(310e)의 패턴과 제1 이미지 센서(330)의 제1 격자 패턴이 특정 각도(예: 45도)를 이루고, 제2 차폐구조(310f)의 패턴과 제2 이미지 센서(340)의 제2 격자 패턴이 다른 특정 각도(예: 0도)를 이루도록 배치될 수도 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 및 상기 디스플레이의 아래에 배치되어 상기 디스플레이를 통과한 광에 대한 이미지를 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 제1 격자 패턴의 모노크롬 픽셀들을 포함하는 제1 이미지 센서, 및 제2 격자 패턴의 복수의 컬러 필터들(a plurality of color filters)을 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 제2 이미지 센서를 포함하고, 상기 제2 격자 패턴은 상기 제1 격자 패턴과 지정된 각도를 이룰 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제2 이미지 센서의 단위 픽셀은 서로 상이한 컬러 필터들에 대응되는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함하고, 상기 단위 픽셀 내에서 상기 제1 픽셀의 컬러가 차지하는 제1 면적과 상기 제2 픽셀의 컬러가 차지하는 제2 면적이 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 디스플레이 및 상기 카메라 모듈과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 이미지 센서로부터 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 이미지 센서로부터 제2 이미지를 획득하고, 및 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기반하여 결과 이미지를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 결과 이미지의 해상도는 상기 제1 이미지의 해상도 및 상기 제2 이미지의 해상도보다 높을 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제2 격자 패턴은 상기 제1 격자 패턴과 실질적으로 45도의 각도를 이룰 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 복수의 컬러 필터들 각각의 컬러는 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue) 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제1 픽셀의 컬러가 차지하는 상기 제1 면적이 상기 제2 픽셀의 컬러가 차지하는 상기 제2 면적보다 클 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제1 픽셀의 컬러는 녹색이고, 상기 제2 픽셀의 컬러는 적색 또는 청색일 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 디스플레이는 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 포함하는 픽셀 레이어 및 상기 픽셀 레이어의 아래에 배치되는 홀이 형성된 적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 차폐구조는 지정된 패턴을 포함하는 불투명 금속층을 포함하고, 상기 지정된 패턴은, 상기 디스플레이 픽셀들의 위치 또는 상기 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선들의 위치 중 적어도 하나에 대응될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 차폐구조는 제1 지정된 패턴을 포함하는 불투명 금속층 및 제2 지정된 패턴을 포함하는 투명층을 포함하고, 상기 제1 지정된 패턴은 상기 디스플레이 픽셀들의 위치에 대응되고, 상기 제2 지정된 패턴은 상기 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선들의 위치에 대응될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조를 포함하는 디스플레이 및 상기 디스플레이의 아래에 배치되어 상기 디스플레이를 통과한 광에 대한 이미지를 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 제1 격자 패턴의 서로 동일한 타입의 복수 개의 픽셀들을 포함하는 제1 이미지 센서, 및 제2 격자 패턴의 복수 개의 단위 픽셀들을 포함하는 제2 이미지 센서를 포함하고, 상기 차폐구조는, 상기 제1 이미지 센서와 대응하는 위치에서 제1 디스플레이 격자 패턴을 갖는 제1 영역, 및 상기 제2 이미지 센서와 대응하는 위치에서 제2 디스플레이 격자 패턴을 갖는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 격자 패턴과 상기 제1 디스플레이 격자 패턴이 이루는 제1 각도와, 상기 제2 격자 패턴과 상기 제2 디스플레이 격자 패턴이 이루는 제2 각도는 서로 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제1 격자 패턴과 상기 제2 격자 패턴은 실질적으로 0도의 각도를 이루고, 상기 제1 디스플레이 격자 패턴과 상기 제2 디스플레이 격자 패턴은 실질적으로 45도의 각도를 이룰 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제1 격자 패턴과 상기 제2 격자 패턴은 실질적으로 45도의 각도를 이루고, 상기 제1 디스플레이 격자 패턴과 상기 제2 디스플레이 격자 패턴은 실질적으로 0도의 각도를 이룰 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제1 이미지 센서는 컬러 필터를 포함하지 않고, 상기 제2 이미지 센서는 적어도 하나의 컬러 필터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제1 이미지 센서의 나이퀴스트(nyquist) 주파수 및 상기 제2 이미지 센서의 나이퀴스트 주파수는 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 디스플레이는, 각각 서로 다른 디스플레이 격자 패턴을 가지는 상기 제1 영역의 적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조와 상기 제2 영역의 적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제1 각도는 0도이고 상기 제2 각도는 45도일 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제1 각도는 45도이고 상기 제2 각도는 0도일 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 디스플레이의 상기 차폐구조는 지정된 패턴을 포함하는 불투명 금속층을 포함하고, 상기 지정된 패턴은, 상기 디스플레이 픽셀들의 위치 또는 상기 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선들의 위치 중 적어도 하나에 대응될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    디스플레이; 및
    상기 디스플레이의 아래에 배치되어 상기 디스플레이를 통과한 광에 대한 이미지를 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함하고,
    상기 카메라 모듈은:
    제1 격자 패턴의 모노크롬 픽셀들을 포함하는 제1 이미지 센서; 및
    제2 격자 패턴의 복수의 컬러 필터들(a plurality of color filters)을 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 제2 이미지 센서를 포함하고,
    상기 제2 격자 패턴은 상기 제1 격자 패턴과 지정된 각도를 이루는, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 이미지 센서의 단위 픽셀은 서로 상이한 컬러 필터들에 대응되는 제1 픽셀 및 제2 픽셀을 포함하고,
    상기 단위 픽셀 내에서 상기 제1 픽셀의 컬러가 차지하는 제1 면적과 상기 제2 픽셀의 컬러가 차지하는 제2 면적이 상이한, 전자 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 및 상기 카메라 모듈과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 제1 이미지 센서로부터 제1 이미지를 획득하고;
    상기 제2 이미지 센서로부터 제2 이미지를 획득하고; 및
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기반하여 결과 이미지를 생성하고,
    상기 결과 이미지의 해상도는 상기 제1 이미지의 해상도 및 상기 제2 이미지의 해상도보다 높은, 전자 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 격자 패턴은 상기 제1 격자 패턴과 실질적으로 45도의 각도를 이루는, 전자 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 픽셀의 컬러가 차지하는 상기 제1 면적이 상기 제2 픽셀의 컬러가 차지하는 상기 제2 면적보다 크고,
    상기 제1 픽셀의 컬러는 녹색이고, 상기 제2 픽셀의 컬러는 적색 또는 청색인, 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이는 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 포함하는 픽셀 레이어 및 상기 픽셀 레이어의 아래에 배치되는 홀이 형성된 적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조를 포함하고,
    상기 차폐구조는 지정된 패턴을 포함하는 불투명 금속층을 포함하고,
    상기 지정된 패턴은, 상기 디스플레이 픽셀들의 위치 또는 상기 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선들의 위치 중 적어도 하나에 대응되는, 전자 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 차폐구조는 제1 지정된 패턴을 포함하는 불투명 금속층 및 제2 지정된 패턴을 포함하는 투명층을 포함하고,
    상기 제1 지정된 패턴은 상기 디스플레이 픽셀들의 위치에 대응되고,
    상기 제2 지정된 패턴은 상기 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선들의 위치에 대응되는, 전자 장치.
  8. 전자 장치에 있어서,
    적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조를 포함하는 디스플레이; 및
    상기 디스플레이의 아래에 배치되어 상기 디스플레이를 통과한 광에 대한 이미지를 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함하고,
    상기 카메라 모듈은:
    제1 격자 패턴의 서로 동일한 타입의 복수 개의 픽셀들을 포함하는 제1 이미지 센서; 및
    제2 격자 패턴의 복수 개의 단위 픽셀들을 포함하는 제2 이미지 센서를 포함하고,
    상기 차폐구조는:
    상기 제1 이미지 센서와 대응하는 위치에서 제1 디스플레이 격자 패턴을 갖는 제1 영역; 및
    상기 제2 이미지 센서와 대응하는 위치에서 제2 디스플레이 격자 패턴을 갖는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 격자 패턴과 상기 제1 디스플레이 격자 패턴이 이루는 제1 각도와, 상기 제2 격자 패턴과 상기 제2 디스플레이 격자 패턴이 이루는 제2 각도는 서로 상이한, 전자 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 격자 패턴과 상기 제2 격자 패턴은 실질적으로 0도의 각도를 이루고,
    상기 제1 디스플레이 격자 패턴과 상기 제2 디스플레이 격자 패턴은 실질적으로 45도의 각도를 이루는, 전자 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 격자 패턴과 상기 제2 격자 패턴은 실질적으로 45도의 각도를 이루고,
    상기 제1 디스플레이 격자 패턴과 상기 제2 디스플레이 격자 패턴은 실질적으로 0도의 각도를 이루는, 전자 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 이미지 센서는 컬러 필터를 포함하지 않고, 상기 제2 이미지 센서는 적어도 하나의 컬러 필터를 포함하는, 전자 장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 이미지 센서의 나이퀴스트(nyquist) 주파수 및 상기 제2 이미지 센서의 나이퀴스트 주파수는 동일한, 전자 장치.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 디스플레이는, 각각 서로 다른 디스플레이 격자 패턴을 가지는 상기 제1 영역의 적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조와 상기 제2 영역의 적어도 하나의 차폐 레이어를 포함하는 차폐구조를 포함하는, 전자 장치.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 각도는 0도이고 상기 제2 각도는 45도이고, 또는
    상기 제1 각도는 45도이고 상기 제2 각도는 0도인, 전자 장치.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 디스플레이의 상기 차폐구조는 지정된 패턴을 포함하는 불투명 금속층을 포함하고,
    상기 지정된 패턴은, 디스플레이 픽셀들의 위치 또는 상기 디스플레이 픽셀들을 연결하는 배선들의 위치 중 적어도 하나에 대응되는, 전자 장치.
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