KR20220139740A - 오토 포커스 픽셀을 포함하는 이미지 센서 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서가 개시된다. 제1 방향 및 제2 방향으로 배치되는 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서, 픽셀 어레이는 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제1 일반 픽셀 및 제1 AF(Auto Focus) 픽셀, 및 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제2 AF 픽셀 및 제2 일반 픽셀을 포함하고, 제1 AF 픽셀 및 제2 AF 픽셀 각각은 복수의 포토 다이오드들을 포함하고, 제1 일반 픽셀 및 제2 일반 픽셀은 사각형의 형상을 갖고, 제1 AF 픽셀의 제1 방향의 제1 길이는 제1 일반 픽셀의 제1 방향의 제1 길이보다 길고, 제2 AF 픽셀의 제1 방향의 제1 길이는 제2 일반 픽셀의 제1 방향의 제1 길이보다 길다.

Description

오토 포커스 픽셀을 포함하는 이미지 센서{IMAGE SENSOR INCLUDING AUTO-FOCUS PIXEL}
본 발명의 기술적 사상은 이미지 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 오토 포커스 픽셀을 포함하는 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지를 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서는 디지털 카메라, 휴대 전화용 카메라 및 휴대용 캠코더와 같은 일반 소비자용 전자기기뿐만 아니라, 자동차, 보안장치 및 로봇에 장착되는 카메라에도 사용된다. 이러한 이미지 센서는 픽셀 어레이를 구비하며, 픽셀 어레이에 포함된 각각의 픽셀들은 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 이미지 촬영을 빠른 시간에 정확하게 수행할 수 있도록, 오토 포커스(auto focus, AF) 기능을 수행할 것이 요구된다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 일반 픽셀들과 AF 픽셀들의 성능을 동시에 최적화할 수 있는 이미지 센서를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상에 따른 제1 방향 및 제2 방향으로 배치되는 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서, 픽셀 어레이는 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제1 일반 픽셀 및 제1 AF(Auto Focus) 픽셀, 및 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제2 AF 픽셀 및 제2 일반 픽셀을 포함하고, 제1 AF 픽셀 및 제2 AF 픽셀 각각은 복수의 포토 다이오드들을 포함하고, 제1 일반 픽셀 및 제2 일반 픽셀은 사각형의 형상을 갖고, 제1 AF 픽셀의 제1 방향의 제1 길이는 제1 일반 픽셀의 제1 방향의 제1 길이보다 길고, 제2 AF 픽셀의 제1 방향의 제1 길이는 제2 일반 픽셀의 제1 방향의 제1 길이보다 길 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서, 픽셀 어레이는 동일한 컬러 필터를 포함하는 적어도 하나의 일반 픽셀을 각각 포함하는 제1 일반 픽셀 그룹 및 제2 일반 픽셀 그룹, 동일한 컬러 필터를 포함하는 복수의 AF 픽셀들을 각각 포함하는 제1 AF 픽셀 그룹 및 제2 AF 픽셀 그룹을 포함하고, 제1 일반 픽셀 그룹 및 제1 AF 픽셀은 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고, 제2 AF 픽셀 및 제2 일반 픽셀은 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고, 복수의 AF 픽셀들 각각은 복수의 포토 다이오드들을 포함하고, 제1 AF 픽셀 그룹의 제1 방향의 제1 길이는 제1 일반 픽셀 그룹의 제1 방향의 제1 길이보다 길고, 제2 AF 픽셀 그룹의 제1 방향의 제1 길이는 제2 일반 픽셀 그룹의 제1 방향의 제1 길이보다 길 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 제1 방향 및 제2 방향으로 배치되는 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서, 픽셀 어레이는 하나의 포토 다이오드 및 하나의 마이크로 렌즈를 각각 포함하는 제1 일반 픽셀 및 제2 일반 픽셀, 및 복수의 포토 다이오드들 및 하나의 마이크로 렌즈를 각각 포함하는 제1 AF 픽셀 및 제2 AF 픽셀을 포함하고, 제1 일반 픽셀 및 제1 AF 픽셀은 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 제2 AF 픽셀 및 제2 일반 픽셀은 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 제1 일반 픽셀 및 제2 AF 픽셀은 제2 방향으로 인접하게 배치되고, 제1 AF 픽셀의 면적은 제1 일반 픽셀의 면적보다 넓고, 제2 AF 픽셀의 면적은 제2 일반 픽셀의 면적보다 넓을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서는 일반 픽셀 및 AF 픽셀을 포함하고, AF 픽셀의 면적은 일반 픽셀의 면적보다 넓게 형성될 수 있다. 예를 들어, AF 픽셀의 제1 방향의 제1 길이는 일반 픽셀의 제1 방향의 제1 길이보다 길 수 있다. 따라서, 이미지 센서의 픽셀 어레이를 제조함에 있어서 복수의 포토 다이오드들을 포함하는 AF 픽셀의 제조가 용이해질 수 있고, 일반 픽셀과 AF 픽셀의 성능이 동시에 최적화될 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 디지털 촬상 장치의 예시적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 내지 도 13은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이를 도시한 도면들로서, 도 2의 픽셀 어레이의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면들이다.
도 14는 플로팅 디퓨젼 영역을 공유하는 픽셀들을 설명하기 위한 회로도이다.
도 15는 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록도이다.
도 16은 도 15의 카메라 모듈의 상세 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 디지털 촬상 장치(10)의 예시적인 구조를 나타낸 도면으로서, 디지털 촬상 장치(10)가 AF(Auto-Focus) 기능을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 디지털 촬상 장치(10)는 촬상부(11), 이미지 센서(100) 및 프로세서(12)를 포함할 수 있다. 디지털 촬상 장치(10)는 초점 검출 기능을 구비할 수 있다.
디지털 촬상 장치(10)의 전체 동작은 프로세서(12)에 의해 제어될 수 있다. 프로세서(12)는 렌즈 구동부(11_2), 조리개 구동부(11_4), 제어부(120) 등에 각 구성 요소의 동작을 위한 제어 신호를 제공할 수 있다.
촬상부(11)는 광을 수신하는 구성 요소로서, 렌즈(11_1), 렌즈 구동부(11_2), 조리개(11_3), 조리개 구동부(11_4)를 포함할 수 있다. 렌즈(11_1)는 복수의 렌즈들을 구비할 수 있다.
렌즈 구동부(11_2)는 프로세서(12)와 초점 검출에 관한 정보를 통신할 수 있고, 프로세서(1200)에서 제공된 제어 신호에 따라 렌즈(11_1)의 위치를 조절할 수 있다. 렌즈 구동부(11_2)는 렌즈(11_1)를 객체(20)로부터의 거리가 증가하는 방향 또는 감소하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 이로써, 렌즈(11_1)와 객체(20) 사이의 거리가 조절될 수 있다. 렌즈(11_1)의 위치에 따라 객체(20)에 대한 초점이 맞거나 흐려질 수 있다.
예를 들어, 렌즈(11_1)와 객체(20) 사이의 거리가 상대적으로 가까운 경우, 렌즈(11_1)는 객체(20)에 대한 초점을 맞추기 위한 초점 위치(In-focus Position)에서 벗어나 있을 수 있고, 이미지 센서(100)에 촬상된 이미지들 사이에 위상 차가 발생할 수 있다. 렌즈 구동부(11_2)는 프로세서(12)에서 제공된 제어 신호에 기초하여, 렌즈(11_1)를 객체(20)로부터의 거리가 증가하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
또는, 렌즈(11_1)와 객체(20) 사이의 거리가 상대적으로 먼 경우, 렌즈(11_1)는 초점 위치에서 벗어나 있을 수 있고, 이미지 센서(100)에 맺힌 이미지들 사이에 위상 차가 발생할 수 있다. 렌즈 구동부(11_2)는 프로세서(12)에서 제공된 제어 신호에 기초하여, 렌즈(11_1)를 객체(20)로부터의 거리가 감소하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
이미지 센서(100)는 입사되는 광을 이미지 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(110), 제어부(120) 및 신호 처리부(130)를 포함할 수 있다. 렌즈(1110) 및 조리개(1130)를 투과한 광학 신호는 픽셀 어레이(110)의 수광면에 이르러 피사체의 상을 결상할 수 있다.
픽셀 어레이(110)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CIS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)일 수 있다. 이와 같은 픽셀 어레이(110)는 제어부(120)에 의해 감도 등이 조절될 수 있다. 픽셀 어레이(110)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들은 각각 감지된 빛의 세기에 따라 픽셀 신호를 생성할 수 있다.
이미지 센서(100)는 프로세서(12)로 이미지 정보를 제공할 수 있고, 프로세서(12)는 이미지 정보를 이용하여 위상차 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(12)는 신호 처리부(130)로부터 AF 픽셀에서 생성된 픽셀 신호에 따른 이미지 정보를 수신하여 위상차 연산을 수행할 수 있고, 위상차 연산은 이미지 정보의 상관 연산을 실시하여 구할 수 있다. 프로세서(12)는 위상차 연산 결과로 초점의 위치, 초점의 방향 또는 객체(20)와 이미지 센서(100) 사이의 거리 등을 구할 수 있다. 프로세서(12)는 위상차 연산 결과를 기초로 하여, 렌즈(11_1)의 위치를 이동시키기 위해 렌즈 구동부(11_2)로 제어 신호를 출력할 수 있다.
프로세서(12)는 입력된 신호에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(Gamma Correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 화질 개선을 위한 이미지 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 화질 개선을 위한 이미지 신호 처리를 하여 생성한 이미지 데이터를 압축 처리하여 이미지 파일을 생성할 수 있으며, 또는 상기 이미지 파일로부터 이미지 데이터를 복원할 수 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(110), 제어부(120), 신호 처리부(130), 로우 드라이버(140) 및 신호 독출부(150)를 포함할 수 있다. 신호 독출부(150)는 상관 이중 샘플러(Correlated-Double Sampling, 이하 CDS; 151), 아날로그-디지털 컨버터(Analog-Digital Converter, 이하 ADC; 153) 및 버퍼(155)를 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(110)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 복수의 픽셀들(PX)을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들(PX)은 각각 감지된 빛의 세기에 따라 픽셀 신호들을 생성할 수 있다. 복수의 픽셀들(PX)은 이미지 촬영 기능을 수행하기 위한 복수의 일반 픽셀(NPX)들을 포함할 수 있고, AF 기능 또는 거리 측정 기능을 수행하기 위한 복수의 AF 픽셀(AFPX)들을 포함할 수 있다. AF 픽셀(AFPX)들은 AF 기능을 수행하지 않을 때에는 일반 픽셀(NPX)들과 같이 이미지 촬영을 위한 픽셀 신호를 생성할 수 있다. 이 때, AF 픽셀(AFPX)들 각각은 제1 방향(예를 들어, 도 3의 X방향) 또는 제2 방향(예를 들어, 도 3의 Y방향)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드 및 제2 포토 다이오드를 포함할 수 있고, AF 픽셀(AFPX)들 각각은 또한 상기 제1 포토 다이오드 및 상기 제2 포토 다이오드 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, AF 픽셀(AFPX)의 면적은 일반 픽셀(NPX)의 면적보다 넓게 형성될 수 있다. 예를 들어, AF 픽셀(AFPX)의 제1 방향의 제1 길이는 일반 픽셀(NPX)의 제1 방향의 제1 길이보다 길 수 있고, AF 픽셀(AFPX)의 제2 방향의 제2 길이는 일반 픽셀(NPX)의 제2 방향의 제2 길이보다 길 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110)를 제조함에 있어서, 일반 픽셀(NPX)과 AF 픽셀(AFPX)의 크기를 서로 다르게 형성하므로, 복수의 포토 다이오드들을 포함하는 AF 픽셀(AFPX)의 제조가 용이할 수 있다. 일반 픽셀(NPX)과 AF 픽셀(AFPX)의 성능이 동시에 최적화될 수 있다.
일반 픽셀(NPX)들 및 AF 픽셀(AFPX)들 각각은 대응하는 제1 내지 제n-1 컬럼 출력 라인(CLO_0~CLO_n-1)을 통해 픽셀 신호를 CDS(151)으로 출력할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, AF 모드에서, AF 픽셀(AFPX)들 각각으로부터 출력되는 픽셀 신호들은 위상 차를 산출하기 위해 이용되는 위상 신호들일 수 있다. 위상 신호들은 이미지 센서(100)에 맺힌 이미지들의 위치들에 관한 정보를 포함할 수 있고, 산출된 위상 차들에 기초하여 렌즈(예를 들어, 도 1의 1110)의 초점 위치가 산출될 수 있다. 예를 들어, 위상 차를 0으로 만드는 렌즈(1110)의 위치가 초점 위치일 수 있다.
위상 신호들은 객체에 대한 초점을 맞추는 기능뿐만 아니라, 객체(예를 들어, 도 1의 2000)와 이미지 센서(100) 사이의 거리 측정에도 이용될 수 있다. 객체(2000)와 이미지 센서(100) 사이의 거리를 측정하기 위하여, 이미지 센서(100)에 맺힌 이미지들 사이의 위상 차들, 렌즈(1110)와 이미지 센서(100) 사이의 거리, 렌즈(1110)의 크기, 렌즈(1110)의 초점 위치 등과 같은 추가의 정보들이 참조될 수 있다.
제어부(120)는 픽셀 어레이(110)가 빛을 흡수하여 전하를 축적하게 하거나, 축적된 전하를 임시로 저장하게 하고, 저장된 전하에 따른 전기적 신호를 픽셀 어레이(110)의 외부로 출력하게 하도록, 로우 드라이버(140)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 픽셀 어레이(110)가 제공하는 픽셀 신호의 레벨을 측정하도록, 신호 독출부(150)를 제어할 수 있다.
로우 드라이버(140)는 픽셀 어레이(110)를 제어하기 위한 신호들(RSs, TSs, SELSs)을 생성하고, 복수의 픽셀들(PX)에 제공할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 로우 드라이버(140)는 AF 기능 또는 거리 측정 기능을 수행하기 위해 AF 픽셀(AFPX)들로 제공되는 리셋 제어 신호들(RSs), 전송 제어 신호들(TSs), 선택 신호들(SELSs)의 활성화 및 비활성화 타이밍을 결정할 수 있다.
CDS(151)는 픽셀 어레이(110)에서 제공한 픽셀 신호를 샘플링 및 홀드할 수 있다. CDS(151)는 특정한 노이즈의 레벨과 픽셀 신호에 따른 레벨을 이중으로 샘플링하여, 그 차이에 해당하는 레벨을 출력할 수 있다. 또한, CDS(151)는 램프 신호 생성기(157)가 생성한 램프 신호를 입력 받아 서로 비교하여 비교 결과를 출력할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(153)는 CDS(151)로부터 수신하는 레벨에 대응하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 버퍼(155)는 디지털 신호를 래치(latch)할 수 있고, 래치된 신호는 순차적으로 신호 처리부(130) 또는 이미지 센서(100)의 외부로 출력될 수 있다.
신호 처리부(130)는 수신되는 복수의 픽셀들(PX)로부터 출력되는 픽셀 신호들에 기초하여, 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(130)는 노이즈 저감 처리, 게인 조정, 파형 정형화 처리, 보간 처리, 화이트밸런스 처리, 감마 처리, 에지 강조 처리, 등을 수행할 수 있다. 또한, 신호 처리부(130)는 AF 동작 시에 AF 픽셀(AFPX)들로부터 출력되는 위상 신호들에 기초하여 신호 처리를 수행할 수 있고, 신호 처리된 정보를 프로세서(1200)로 출력함으로써 프로세서(1200)가 AF 동작을 위한 위상차 연산을 수행하도록 할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 신호 처리부(130)는 이미지 센서(100) 외부의 프로세서(예를 들어, 도 1의 2000)에 구비될 수도 있다.
도 3, 도 4a, 도 4b, 도 4c, 및 도 4d는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110A, 110A1, 110A2, 110A3, 110A4)를 도시한 도면들로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면들이다.
도 3을 참조하면, 픽셀 어레이(110A)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되고, 도 2의 복수의 픽셀(PX)들에 대응되는 복수의 픽셀들(NPX1, NPX2, AFPX1, AFPX2)을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들(NPX1, NPX2, AFPX1, AFPX2)은 도 2의 일반 픽셀(NPX)에 대응되는 제1 일반 픽셀(NPX1), 및 제2 일반 픽셀(NPX2)을 포함할 수 있고, 도 2의 AF 픽셀(AFPX)에 대응되는 제1 AF 픽셀(AFPX1) 및 제2 AF 픽셀(AFPX2)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX1) 및 제2 일반 픽셀(NPX2) 각각은 사각형(예를 들어, 직사각형 또는 정사각형)의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀(AFPX1), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2) 각각은 팔각형의 형상을 가질 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 바와 달리, 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX1), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2)은 사각형 또는 팔각형에서 라운드 코너를 갖는 변형된 형상을 가질 수도 있다. 또는, 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX1), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2)은 사각형 또는 팔각형과 상이한 형상을 가질 수도 있다.
제1 일반 픽셀(NPX1)은 하나의 포토 다이오드(NPD) 및 포토 다이오드(NPD) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLN)를 포함하고, 제2 일반 픽셀(NPX2)은 하나의 포토 다이오드(NPD) 및 포토 다이오드(NPD) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLN)를 포함할 수 있다. 마이크로 렌즈(MLN)들은 각각 픽셀 어레이(110A)로 입사하는 광을 제1 일반 픽셀(NPX1)의 포토 다이오드(NPD) 및 제2 일반 픽셀(NPX2)의 포토 다이오드(NPD)로 굴절시킬 수 있다.
제1 AF 픽셀(AFPX1)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD1) 및 제2 포토 다이오드(APD2)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD1) 및 제2 포토 다이오드(APD2) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAF)를 포함할 수 있다. 제2 AF 픽셀(AFPX2)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD1) 및 제2 포토 다이오드(APD2)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD1) 및 제2 포토 다이오드(APD2) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAF)를 포함할 수 있다.
제1 AF 픽셀(AFPX1) 및 제2 AF 픽셀(AFPX2)에 각각 하나의 마이크로 렌즈(MLAF)가 형성됨에 따라, 마이크로 렌즈(MLAF)의 형상 및 굴절율에 의해 제1 포토 다이오드(APD1)들에서 생성된 광전하와 제2 포토 다이오드들(APD2)들에서 생성된 광전하가 서로 상이할 수 있다. 제1 포토 다이오드(APD1)들에 의해 생성된 위상 신호들 및 제2 포토 다이오드(APD2)들에 의해 생성된 위상 신호들을 이용하여, 이미지 센서(100)는 제1 방향(X)의 AF 기능을 수행할 수 있다.
다만, 도 3에 도시된 바와 달리, 제2 AF 픽셀(AFPX2)은 제2 방향(Y)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드 및 제2 포토 다이오드를 포함할 수도 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX2)의 제1 포토 다이오드 및 제2 포토 다이오드 각각에 의해 생성된 위상 신호들을 이용하여, 이미지 센서(100)는 제2 방향(Y)의 AF 기능을 수행할 수도 있다.
제1 일반 픽셀(NPX1)과 제1 AF 픽셀(AFPX1)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치될 수 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX2)과 제2 일반 픽셀(NPX2)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 AF 픽셀(AFPX2) 및 제1 일반 픽셀(NPX1)은 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치될 수 있고, 제2 일반 픽셀(NPX2) 및 제1 AF 픽셀(AFPX1)은 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀(AFPX1)은 제1 일반 픽셀(NPX1)보다 크기가 클 수 있고, (즉, 면적이 넓을 수 있고) 제2 AF 픽셀(AFPX2)은 제2 일반 픽셀(NPX2)보다 크기가 클 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 AF 픽셀(AFPX2)은 제1 일반 픽셀(NPX1)보다 크기가 클 수 있고, 제1 AF 픽셀(AFPX1)은 제2 일반 픽셀(NPX2)보다 크기가 클 수 있다. 제1 AF 픽셀(AFPX1) 및 제2 AF 픽셀(AFPX2)에 각각 포함되는 마이크로 렌즈(MLAF)는 제1 일반 픽셀(NPX1) 및 제2 일반 픽셀(NPX2)에 각각 포함되는 마이크로 렌즈(MLN)보다 크기가 클 수 있다.
예를 들어, 제1 AF 픽셀(AFPX1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(L12)는 제1 일반 픽셀(NPX1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(L11)보다 길 수 있고, 또는 제1 AF 픽셀(AFPX1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀(NPX1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 AF 픽셀(AFPX2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(L22)는 제2 일반 픽셀(NPX2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(L21)보다 길 수 있고, 또는, 제2 AF 픽셀(AFPX2)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제2 일반 픽셀(NPX2)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있다. 예를 들어, 제1 AF 픽셀(AFPX1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(L12)가 A+α(이 때, A> α>0) 일 때, 제1 일반 픽셀(NPX1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(L11)는 A-α일 수 있다. 또는, 예를 들어, 제2 AF 픽셀(AFPX2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(L22)는 A+α(이 때, A> α>0) 일 때, 제2 일반 픽셀(NPX2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(L21)는 A-α일 수 있다.
복수의 픽셀들(NPX1, NPX2, AFPX1, AFPX2)이 다양한 컬러를 센싱할 수 있도록 복수의 픽셀들(NPX1, NPX2, AFPX1, AFPX2) 각각은 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 컬러 필터들은 레드를 센싱하는 레드 컬러 필터(RF), 그린을 센싱하는 그린 컬러 필터(GF) 및 블루를 센싱하는 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX1)은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀(NPX2)은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 AF 픽셀(AFPX1, AFPX2)은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀들(NPX1, NPX2, AFPX1, AFPX2)은 베이어 패턴(Bayer pattern)에 대응되도록 배치될 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과한 것으로서, 본 개시의 실시 예에 따른 픽셀 어레이(110A)는 다양한 종류의 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터 들은 옐로우(yellow), 사이언(Cyan) 및 마젠타(Magenta) 컬러를 센싱하기 위한 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 또는, 컬러 필터들은 화이트 컬러를 센싱하는 화이트 컬러 필터를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX1), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2)은 플로팅 디퓨젼 영역(예를 들어, 도 14의 FD)을 서로 공유할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110A)는 이에 한정되지 않는다.
도 3과 비교하여 도 4a를 참조하면, 픽셀 어레이(110A1)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX11), 및 제2 AF 픽셀(AFPX21)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX1)은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀(NPX2)은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 AF 픽셀(AFPX11, AFPX21)은 옐로우 컬러 필터(YF)를 포함할 수 있다.
도 3과 비교하여 도 4b를 참조하면, 픽셀 어레이(110A2)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX12), 및 제2 AF 픽셀(AFPX22)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX1)은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀(NPX2)은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 AF 픽셀(AFPX12, AFPX22) 중 하나는 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 AF 픽셀(AFPX12, AFPX22) 중 하나의 AF 픽셀은 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있고, 다른 하나의 AF 픽셀은 그린 컬러 필러(GF)를 포함할 수 있다. 도 4b에서는 제2 AF 픽셀(AFPX22)이 화이트 컬러 필터(WF)를 포함하는 예시를 도시하였으나, 제1 AF 픽셀(AFPX12)이 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수도 있다.
도 3과 비교하여 도 4c를 참조하면, 픽셀 어레이(110A3)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 제1 일반 픽셀(NPX13), 제2 일반 픽셀(NPX23), 제1 AF 픽셀(AFPX13), 및 제2 AF 픽셀(AFPX23)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX13) 및 제2 일반 픽셀(NPX23)은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있고, 제1 AF 픽셀(AFPX13)은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX23)은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있다.
도 3과 비교하여 도 4d를 참조하면, 픽셀 어레이(110A4)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 제1 일반 픽셀(NPX14), 제2 일반 픽셀(NPX24), 제1 AF 픽셀(AFPX13), 및 제2 AF 픽셀(AFPX23)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX14) 및 제2 일반 픽셀(NPX24)은 옐로우 컬러 필터(YF)를 포함할 수 있고, 제1 AF 픽셀(AFPX13)은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX23)은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110B)를 도시한 도면으로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면이다. 도 5에 대한 설명에서는, 도 3에서와 동일한 부호에 대해 중복 설명을 생략하겠다.
도 5를 참조하면, 픽셀 어레이(110B)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX1B), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2B)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀(AFPX1B), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2B) 각각은 팔각형의 형상을 가질 수 있다.
제1 AF 픽셀(AFPX1B)은 제1 방향(X)의 제1 행 및 제2 행에 배치되고, 제2 방향(Y)의 제1 열 및 제2 열에 배치되는 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD1~APD4)를 포함할 수 있고, 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD1~APD4) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFB)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 AF 픽셀(AFPX2B)은 제1 방향(X)의 제1 행 및 제2 행에 배치되고, 제2 방향(Y)의 제1 열 및 제2 열에 배치되는 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD1~APD4)를 포함할 수 있고, 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD1~APD4) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFB)를 포함할 수 있다.
마이크로 렌즈(MLAFB)들의 형상 및 굴절율에 의해, 제1 포토 다이오드(APD1)들에서 생성된 광전하, 제2 포토 다이오드(APD2)들에서 생성된 광전하, 제3 포토 다이오드(APD3)들에서 생성된 광전하, 및 제4 포토 다이오드(APD4)들에서 생성된 광전하가 서로 상이할 수 있다. 제1 포토 다이오드(APD1)들에 의해 생성된 위상 신호들, 제2 포토 다이오드(APD2)들에 의해 생성된 위상 신호들, 제3 포토 다이오드(APD3)들에 의해 생성된 위상 신호들, 및 제4 포토 다이오드(APD4)들에 의해 생성된 위상 신호들을 이용하여, 이미지 센서(100)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)의 AF 기능을 수행할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀(AFPX1B)은 제1 일반 픽셀(NPX1)보다 크기가 클 수 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX2B)은 제2 일반 픽셀(NPX2)보다 크기가 클 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 AF 픽셀(AFPX2B)은 제1 일반 픽셀(NPX1)보다 크기가 클 수 있고, 제1 AF 픽셀(AFPX1B)은 제2 일반 픽셀(NPX2)보다 크기가 클 수 있다. 제1 AF 픽셀(AFPX1B) 및 제2 AF 픽셀(AFPX2B)에 각각 포함되는 마이크로 렌즈(MLAFB)는 제1 일반 픽셀(NPX1) 및 제2 일반 픽셀(NPX2)에 각각 포함되는 마이크로 렌즈(MLN)보다 크기가 클 수 있다.
예를 들어, 제1 AF 픽셀(AFPX1B)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제1 일반 픽셀(NPX1)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있고, 제1 AF 픽셀(AFPX1B)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀(NPX1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 AF 픽셀(AFPX2)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제2 일반 픽셀(NPX2)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX2B)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제2 일반 픽셀(NPX2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수 있다.
복수의 픽셀들(NPX1, NPX2, AFPX1B, AFPX2B) 각각은 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 및 제2 AF 픽셀(AFPX1B, AFPX2B)은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있고, 또는, 제1 및 제2 AF 픽셀(AFPX1B, AFPX2B)은 화이트 컬러 필터를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX1B), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2B)은 플로팅 디퓨젼 영역(예를 들어, 도 14의 FD)을 서로 공유할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110B)는 이에 한정되지 않는다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110C)를 도시한 도면으로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면이다. 도 6에 대한 설명에서는, 도 3에서와 동일한 부호에 대해 중복 설명을 생략하겠다.
도 6을 참조하면, 픽셀 어레이(110C)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX1C), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2C)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀(AFPX1C), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2C) 각각은 사각형(예를 들어, 직사각형)의 형상을 가질 수 있다.
제1 AF 픽셀(AFPX1C)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD1) 및 제2 포토 다이오드(APD2)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD1) 및 제2 포토 다이오드(APD2) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFC)를 포함할 수 있다. 제2 AF 픽셀(AFPX2C)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD1) 및 제2 포토 다이오드(APD2)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD1) 및 제2 포토 다이오드(APD2) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFC)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀(AFPX1C)은 제1 일반 픽셀(NPX1)보다 크기가 클 수 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX2C)은 제2 일반 픽셀(NPX2)보다 크기가 클 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 AF 픽셀(AFPX2C)은 제1 일반 픽셀(NPX1)보다 크기가 클 수 있고, 제1 AF 픽셀(AFPX1C)은 제2 일반 픽셀(NPX2)보다 크기가 클 수 있다. 제1 AF 픽셀(AFPX1C) 및 제2 AF 픽셀(AFPX2C)에 각각 포함되는 마이크로 렌즈(MLAFC)는 제1 일반 픽셀(NPX1) 및 제2 일반 픽셀(NPX2)에 각각 포함되는 마이크로 렌즈(MLN)보다 크기가 클 수 있고, 마이크로 렌즈(MLAFC)는 제1 방향(X)으로의 폭이 제2 방향(Y)으로의 폭보다 클 수 있다.
예를 들어, 제1 AF 픽셀(AFPX1C)의 제1 방향(X)의 제1 길이(L12C)는 제1 일반 픽셀(NPX1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(L11)보다 길 수 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX2C)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제2 일반 픽셀(NPX2)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있다. 또한, 예를 들어, 제1 AF 픽셀(AFPX1C)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀(NPX1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이와 동일할 수 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX2C)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(L22C)는 제2 일반 픽셀(NPX2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(L21)와 동일할 수 있다. 다만, 도 6에 도시된 바와 달리, 예를 들어, 제1 AF 픽셀(AFPX1C)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀(NPX1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수도 있고, 제2 AF 픽셀(AFPX2C)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(L22C)는 제2 일반 픽셀(NPX2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(L21)보다 길 수도 있다.
복수의 픽셀들(NPX1, NPX2, AFPX1C, AFPX2C) 각각은 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 및 제2 AF 픽셀(AFPX1C, AFPX2C)은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있고, 또는, 제1 및 제2 AF 픽셀(AFPX1C, AFPX2C)은 화이트 컬러 필터를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀(NPX1), 제2 일반 픽셀(NPX2), 제1 AF 픽셀(AFPX1C), 및 제2 AF 픽셀(AFPX2C)은 플로팅 디퓨젼 영역(예를 들어, 도 14의 FD)을 서로 공유할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110C)는 이에 한정되지 않는다.
도 7 및 도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110D, 110D')를 도시한 도면들으로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면들이다.
도 7을 참조하면, 픽셀 어레이(110D)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)을 포함할 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2) 각각은 도 2의 일반 픽셀(NPX)에 대응되는 일반 픽셀을 포함할 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2) 각각은 도 2의 AF 픽셀(AFPX)에 대응되는 AF 픽셀을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2) 각각은 사각형(예를 들어, 직사각형 또는 정사각형)의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2) 각각은 팔각형의 형상을 가질 수 있다. 다만, 도 7에 도시된 바와 달리, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)은 사각형 또는 팔각형에서 라운드 코너를 갖는 변형된 형상을 가질 수도 있다. 또는, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)은 사각형 또는 팔각형과 상이한 형상을 가질 수도 있다.
제1 일반 픽셀 그룹(NPG1) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2) 각각은 2개의 행들 및 2개의 열들에 배치되는 제1 내지 제4 일반 픽셀을 포함할 수 있다. 제1 일반 픽셀은 제1 포토 다이오드(NPD1) 및 제1 포토 다이오드(NPD1) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLND)를 포함하고, 제2 일반 픽셀은 제2 포토 다이오드(NPD2) 및 제2 포토 다이오드(NPD2) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLND)를 포함하고, 제3 일반 픽셀은 제3 포토 다이오드(NPD3) 및 제3 포토 다이오드(NPD3) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLND)를 포함하고, 제4 일반 픽셀은 제4 포토 다이오드(NPD4) 및 제4 포토 다이오드(NPD4) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLND)를 포함할 수 있다. 다만, 도 7에 도시된 바와 달리, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 하나의 마이크로 렌즈를 서로 공유할 수도 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 하나의 마이크로 렌즈를 서로 공유할 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 동일한 컬러 필터를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 동일한 컬러 필터를 포함할 수 있다.
제1 AF 픽셀 그룹(APG1) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2) 각각은 2개의 행들 및 2개의 열들에 배치되는 제1 내지 제4 AF 픽셀을 포함할 수 있다. 제1 AF 픽셀은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD11) 및 제2 포토 다이오드(APD12)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD11) 및 제2 포토 다이오드(APD12) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFD)를 포함할 수 있다. 제2 AF 픽셀은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD21) 및 제2 포토 다이오드(APD22)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD21) 및 제2 포토 다이오드(APD22) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFD)를 포함할 수 있다. 제3 AF 픽셀은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD31) 및 제2 포토 다이오드(APD32)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD31) 및 제2 포토 다이오드(APD32) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFD)를 포함할 수 있고, 제4 AF 픽셀은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD41) 및 제2 포토 다이오드(APD42)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD41) 및 제2 포토 다이오드(APD42) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFD)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)의 제1 내지 제4 AF 픽셀은 동일한 컬러 필터를 포함할 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)의 제1 내지 제4 AF 픽셀은 동일한 컬러 필터를 포함할 수 있다.
제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)과 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치될 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)과 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2) 및 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)은 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치될 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2) 및 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)은 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)보다 크기가 클 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)보다 크기가 클 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)보다 크기가 클 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)보다 크기가 클 수 있다.
예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(LG12)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(LG11)보다 길 수 있고, 또는, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(LG22)는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(LG21)보다 길 수 있고, 또는, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있다. 예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(LG12)가 A'+α' (이 때, A'> α'>0) 일 때, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(LG11)는 A'-α'일 수 있다. 또는, 예를 들어, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(LG22)는 A'+α' (이 때, A'> α'>0) 일 때, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(LG12)는 A'-α'일 수 있다.
다양한 컬러를 센싱할 수 있도록, 제1 일반 픽셀 그룹(LPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(LPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)은 다양한 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)의 제1 내지 제4 AF 픽셀은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)의 제1 내지 제4 AF 픽셀은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과한 것으로서, 본 개시의 실시 예에 따른 픽셀 어레이(110D)는 다양한 종류의 컬러 필터들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)에 포함된 제1 내지 제4 일반 픽셀은 플로팅 디퓨젼 영역(예를 들어, 도 14의 FD)을 서로 공유할 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)에 포함된 제1 내지 제4 일반 픽셀은 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 서로 공유할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110D)는 이에 한정되지 않는다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)에 포함된 제1 내지 제4 일반 픽셀은 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 서로 공유할 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)에 포함된 제1 내지 제4 일반 픽셀은 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 서로 공유할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110D)는 이에 한정되지 않는다.
도 7과 비교하여 도 8을 참조하면, 픽셀 어레이(110D')는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1'), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2')을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 AF 픽셀 그룹 (APG1', APG2')은 옐로우 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다.
다만, 도 7 및 도 8에 도시된 컬러 필터의 배치는 일 예로서, 본 개시에 따른 이미지 센서는 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1 및 제2 AF 픽셀 그룹 중 하나의 AF 픽셀은 옐로우 컬러 필터(WF)를 포함하고, 다른 하나의 AF 픽셀은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있다. 또는 예를 들어, 제1 및 제2 일반 픽셀 그룹은 그린 컬러 필터(GF)를 포함하고, 제1 AF 픽셀 그룹은 레드 컬러 필터(RF)를 포함하고, 제2 AF 픽셀 그룹은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수도 있다. 또는 예를 들어, 제1 및 제2 일반 픽셀 그룹은 옐로우 컬러 필터(YF) 또는 화이트 컬러 필터를 포함하고, 제1 AF 픽셀 그룹은 레드 컬러 필터(RF)를 포함하고, 제2 AF 픽셀 그룹은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수도 있다.
도 9a 내지 도 9d는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110D1~110D4)를 도시한 도면들으로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면들이다.
도 7과 비교하여 도 9a을 참조하면, 픽셀 어레이(110D1)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG11), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG21)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG11, APG21)은 그린 컬러 필터(GF) 및 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG11, APG21) 각각에 포함된 제1 픽셀 및 제4 픽셀은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있고, 제2 픽셀 및 제3 픽셀은 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG11, APG21) 각각의 제1 픽셀 및 제4 픽셀은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 기준으로 서로 대각선에 배치될 수 있고, 제1 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG11, APG21) 각각의 제2 픽셀 및 제3 픽셀은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 기준으로 서로 대각선에 배치될 수 있다.
도 7과 비교하여 도 9b를 참조하면, 픽셀 어레이(110D2)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG12), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG22)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG12, APG22)은 그린 컬러 필터(GF) 및 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG12, APG22) 각각에 포함된 제2 픽셀 및 제3 픽셀은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있고, 제1 픽셀 및 제4 픽셀은 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다.
도 9a와 비교하여 도 9c를 참조하면, 픽셀 어레이(110D3)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG13), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG23), 제1 AF 픽셀 그룹(APG11), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG21)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG13)은 레드 컬러 필터(RF) 및 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG13)에 포함된 제1 픽셀 및 제4 픽셀은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 픽셀 및 제3 픽셀은 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG23)은 블루 컬러 필터(BF) 및 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG23)에 포함된 제1 픽셀 및 제4 픽셀은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제2 픽셀 및 제3 픽셀은 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG13, NPG23) 각각의 제1 픽셀 및 제4 픽셀은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 기준으로 서로 대각선에 배치될 수 있고, 제1 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG13, NPG23) 각각의 제2 픽셀 및 제3 픽셀은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 기준으로 서로 대각선에 배치될 수 있다.
도 9b와 비교하여 도 9d를 참조하면, 픽셀 어레이(110D4)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG14), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG24), 제1 AF 픽셀 그룹(APG12), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG22)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG14)은 레드 컬러 필터(RF) 및 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG14)에 포함된 제2 픽셀 및 제3 픽셀은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제1 픽셀 및 제4 픽셀은 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG24)은 블루 컬러 필터(BF) 및 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG24)에 포함된 제2 픽셀 및 제3 픽셀은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있고, 제1 픽셀 및 제4 픽셀은 화이트 컬러 필터(WF)를 포함할 수 있다.
도 9a 내지 도 9d에서 설명된 컬러 필터의 배치는 일 예로서, 본 개시에 따른 이미지 센서는 이에 한정되지는 않는다. 필요에 따라 컬러 필터의 배치는 다양하게 구현될 수 있다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110E)를 도시한 도면으로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면이다. 도 10에 대한 설명에서는, 도 7에서와 동일한 부호에 대해 중복 설명을 생략하겠다.
도 10을 참조하면, 픽셀 어레이(110E)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)을 포함할 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E) 각각은 도 2의 일반 픽셀(NPX)에 대응되는 일반 픽셀을 포함할 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2) 각각은 도 2의 AF 픽셀(AFPX)에 대응되는 AF 픽셀을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E) 각각은 사각형(예를 들어, 직사각형 또는 정사각형)의 형상을 가질 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E) 각각은 하나의 포토 다이오드(NPDE) 및 하나의 포토 다이오드(NPDE) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLNE)를 포함하는 하나의 일반 픽셀을 포함할 수 있다.
제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E)과 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치될 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)과 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2) 및 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E)은 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치될 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E) 및 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)은 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E)보다 크기가 클 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E)보다 크기가 클 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E)보다 크기가 클 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E)보다 크기가 클 수 있다. 예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1E)의 일반 픽셀은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2E)의 일반 픽셀은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110E)는 이에 한정되지는 않는다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110F, 110F’)를 도시한 도면들로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면들이다. 도 11a 및 도 11b에 대한 설명에서는, 도 7에서와 동일한 부호에 대해 중복 설명을 생략하겠다.
도 11a를 참조하면, 픽셀 어레이(110F)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F)을 포함할 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2) 각각은 도 2의 일반 픽셀(NPX)에 대응되는 일반 픽셀을 포함할 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F) 각각은 도 2의 AF 픽셀(AFPX)에 대응되는 AF 픽셀을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F) 각각은 팔각형의 형상을 가질 수 있다.
제1 AF 픽셀 그룹(APG1F) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F) 각각은 제1 내지 제4 AF 픽셀을 포함할 수 있다. 제1 AF 픽셀은 2개의 행들 및 2개의 열들에 배치되는 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD11~APD14) 및 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD11~APD14) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFF)를 포함할 수 있다. 제2 AF 픽셀은 2개의 행들 및 2개의 열들에 배치되는 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD21~APD24) 및 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD21~APD24) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFF)를 포함할 수 있다. 제3 AF 픽셀은 2개의 행들 및 2개의 열들에 배치되는 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD31~APD34) 및 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD31~APD34) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFF)를 포함할 수 있다. 제4 AF 픽셀은 2개의 행들 및 2개의 열들에 배치되는 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD41~APD44) 및 제1 내지 제4 포토 다이오드(APD41~APD44) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFF)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)보다 크기가 클 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)보다 크기가 클 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)보다 크기가 클 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)보다 크기가 클 수 있다. 예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F)의 제1 내지 제4 AF 픽셀은 그린 컬러 필터(GF) 및 화이트 컬러 필터 중 적어도 하나의 필터를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F)에 포함된 제1 내지 제4 일반 픽셀은 플로팅 디퓨젼 영역(예를 들어, 도 14의 FD)을 서로 공유할 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F)에 포함된 제1 내지 제4 일반 픽셀은 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 서로 공유할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110F)는 이에 한정되지 않는다.
도 11a와 비교하여 도 11b를 참조하면, 픽셀 어레이(110F')는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1'), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2'), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1F) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2F)을 포함할 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1')의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 하나의 마이크로 렌즈(MLND')를 서로 공유할 수 있다. 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2')의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 하나의 마이크로 렌즈(MLND')를 서로 공유할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110G, 110G')를 도시한 도면들로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면들이다. 도 12a 및 도 12b에 대한 설명에서는, 도 7에서와 동일한 부호에 대해 중복 설명을 생략하겠다.
도 12a를 참조하면, 픽셀 어레이(110G)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)을 포함할 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2) 각각은 도 2의 일반 픽셀(NPX)에 대응되는 일반 픽셀을 포함할 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G) 각각은 도 2의 AF 픽셀(AFPX)에 대응되는 AF 픽셀을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G) 각각은 사각형(예를 들어, 직사각형)의 형상을 가질 수 있다.
제1 AF 픽셀 그룹(APG1G) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G) 각각은 제1 내지 제4 AF 픽셀을 포함할 수 있다. 제1 AF 픽셀은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD11) 및 제2 포토 다이오드(APD12)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD11) 및 제2 포토 다이오드(APD12) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFG)를 포함할 수 있다. 제2 AF 픽셀은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD21) 및 제2 포토 다이오드(APD22)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD21) 및 제2 포토 다이오드(APD22) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFG)를 포함할 수 있다. 제3 AF 픽셀은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD31) 및 제2 포토 다이오드(APD32)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD31) 및 제2 포토 다이오드(APD32) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFG)를 포함할 수 있고, 제4 AF 픽셀은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드(APD41) 및 제2 포토 다이오드(APD42)를 포함할 수 있고, 제1 포토 다이오드(APD41) 및 제2 포토 다이오드(APD42) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLAFG)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 마이크로 렌즈(MLAFG)는 제1 방향(X)으로의 폭이 제2 방향(Y)으로의 폭보다 클 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)보다 크기가 클 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)보다 크기가 클 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)보다 크기가 클 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)보다 크기가 클 수 있다.
예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)의 제1 방향(X)의 제1 길이(LG12G)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제1 방향(X)의 제1 길이(LG11)보다 길 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있다. 또한, 예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이와 동일할 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(LG22G)는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(LG21)와 동일할 수 있다. 다만, 도 12에 도시된 바와 달리, 예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수도 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(LG22G)는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2)의 제2 방향(Y)의 제2 길이(LG21)보다 길 수도 있다.
제1 일반 픽셀 그룹(LPG1), 제2 일반 픽셀 그룹(LPG2), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G), 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)은 다양한 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)에 포함된 AF 픽셀들은 그린 컬러 필터(GF)를 포함할 수 있고, 또는 화이트 컬러 필터를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)에 포함된 제1 내지 제4 일반 픽셀은 플로팅 디퓨젼 영역(예를 들어, 도 14의 FD)을 서로 공유할 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)에 포함된 제1 내지 제4 일반 픽셀은 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 서로 공유할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110G)는 이에 한정되지 않는다.
도 12a와 비교하여 도 12b를 참조하면, 픽셀 어레이(110G')는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1'), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2'), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)을 포함할 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1')의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 하나의 마이크로 렌즈(MLND')를 서로 공유할 수 있다. 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2')의 제1 내지 제4 일반 픽셀은 하나의 마이크로 렌즈(MLND')를 서로 공유할 수 있다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이(110H)를 도시한 도면으로, 도 2의 픽셀 어레이(110)의 적어도 일부의 일 예시를 나타내는 도면이다. 도 13에 대한 설명에서는, 도 7 및 도 12에서와 동일한 부호에 대해 중복 설명을 생략하겠다.
도 13을 참조하면, 픽셀 어레이(110H)는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H), 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H), 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)을 포함할 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H) 각각은 도 2의 일반 픽셀(NPX)에 대응되는 일반 픽셀을 포함할 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G) 및 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G) 각각은 도 2의 AF 픽셀(AFPX)에 대응되는 AF 픽셀을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H) 각각은 사각형(예를 들어, 직사각형 또는 정사각형)의 형상을 가질 수 있다. 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H) 및 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H) 각각은 하나의 포토 다이오드(NPDH) 및 하나의 포토 다이오드(NPDH) 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈(MLNH)를 포함하는 하나의 일반 픽셀을 포함할 수 있다.
제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H)과 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치될 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)과 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H)은 제1 방향(X)으로 서로 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G) 및 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H)은 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치될 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H) 및 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)은 제2 방향(Y)으로 인접하게 배치될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H)보다 크기가 클 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H)보다 크기가 클 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에서, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)은 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H)보다 크기가 클 수 있고, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)은 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H)보다 크기가 클 수 있다. 예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)의 제1 방향(X)의 제1 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H)의 제1 방향(X)의 제1 길이보다 길 수 있다. 또한, 예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H)의 제2 방향(Y)의 제2 길이와 동일할 수 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H)의 제2 방향(Y)의 제2 길이와 동일할 수 있다. 다만, 도 13에 도시된 바와 달리, 예를 들어, 제1 AF 픽셀 그룹(APG1G)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수도 있고, 제2 AF 픽셀 그룹(APG2G)의 제2 방향(Y)의 제2 길이는 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H)의 제2 방향(Y)의 제2 길이보다 길 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 일반 픽셀 그룹(NPG1H)의 일반 픽셀은 레드 컬러 필터(RF)를 포함할 수 있고, 제2 일반 픽셀 그룹(NPG2H)의 일반 픽셀은 블루 컬러 필터(BF)를 포함할 수 있으나, 본 개시에 따른 픽셀 어레이(110H)는 이에 한정되지는 않는다.
도 14는 플로팅 디퓨젼 영역을 공유하는 픽셀들을 설명하기 위한 회로도이다. 도 14에서는 2개의 픽셀들, 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2) 만이 도시되었으나, 3개 이상의 픽셀들이 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 공유할 수도 있고, 이하의 설명들이 동일하게 적용될 수 있다. 또는, 본 개시에 따른 픽셀 어레이에 포함되는 픽셀들은 각각 서로 구분되는 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 포함할 수도 있다.
도 14를 참조하면, 제1 픽셀(PX1)은 제1 포토 다이오드(PD1), 제1 전송 트랜지스터(TX1), 선택 트랜지스터(SX), 드라이브 트랜지스터(SF), 및 리셋 트랜지스터(RX)를 포함할 수 있다. 제2 픽셀(PX2)은 제2 포토 다이오드(PD2), 제2 전송 트랜지스터(TX2), 선택 트랜지스터(SX), 드라이브 트랜지스터(SF), 및 리셋 트랜지스터(RX)를 포함할 수 있다. 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)은 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 서로 공유하고, 선택 트랜지스터(SX), 드라이브 트랜지스터(SF), 및 리셋 트랜지스터(RX)를 서로 공유하는 공유 픽셀 구조를 형성할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 선택 트랜지스터(SX), 드라이브 트랜지스터(SF), 및 리셋 트랜지스터(RX) 중 적어도 하나가 생략될 수 있다.
제1 포토 다이오드(PD1) 및 제2 포토 다이오드(PD2) 각각은 광의 세기에 따라 가변되는 광 전하를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 포토 다이오드(PD1) 및 제2 포토 다이오드(PD2) 각각은 P-N 접합 다이오드로서, 입사된 광량에 비례하여 전하, 즉, 음의 전하인 전자와 양의 전하인 정공을 생성할 수 있다. 제1 포토 다이오드(PD1) 및 제2 포토 다이오드(PD2) 각각은 광전 변환 소자의 예로서, 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(pinned photo diode(PPD)) 및 이들의 조합 중에서 적어도 하나일 수 있다.
플로팅 디퓨젼 영역(FD)은 커패시터로 동작할 수 있다. 제1 전송 트랜지스터(TX1)는 제1 전송 제어 신호(TS1)에 따라 제1 포토 다이오드(PD1)에서 생성된 광 전하를 플로팅 디퓨젼 영역(FD)으로 전송할 수 있다. 제1 전송 트랜지스터(TX1)가 턴-온(turn-on)되면, 제1 포토 다이오드(PD1)에서 생성된 광 전하가 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 전송될 수 있고, 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 누적되어 저장될 수 있다. 제2 전송 트랜지스터(TX2)는 제2 전송 제어 신호(TS2)에 따라 제2 포토 다이오드(PD2)에서 생성된 광 전하를 플로팅 디퓨젼 영역(FD)으로 전송할 수 있다.
리셋 트랜지스터(RX)는 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 축적된 전하들을 주기적으로 리셋시킬 수 있다. 리셋 트랜지스터(RX)의 소스 전극은 플로팅 디퓨젼 영역(FD)과 연결되며 드레인 전극은 전원 전압(VPIX)에 연결될 수 있다. 리셋 제어 신호(RS)에 따라 리셋 트랜지스터(RX)가 턴-온되면, 리셋 트랜지스터(RX)의 드레인 전극과 연결된 전원 전압(VPIX)이 플로팅 디퓨젼 영역(FD)로 전달된다. 리셋 트랜지스터(RX)가 턴-온될 때 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 축적된 전하들이 배출되어 플로팅 디퓨젼 영역(FD)이 리셋될 수 있다.
플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 축적된 광 전하량에 따라 드라이브 트랜지스터(SF)가 제어될 수 있다. 드라이브 트랜지스터(SF)는 버퍼 증폭기(buffer amplifier)로서 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에 충전된 전하에 따른 신호를 버퍼링할 수 있다. 드라이브 트랜지스터(SF)는 플로팅 디퓨젼 영역(FD)에서의 전위 변화를 증폭하고 이를 칼럼 출력 라인(예를 들어, 도 2의 제1 내지 제n-1 칼럼 출력 라인(CLO_0~CLO_n-1) 중 하나의 칼럼 출력 라인)으로 픽셀 신호(VOUT)로서 출력할 수 있다.
선택 트랜지스터(SX)는 드레인 단자가 드라이브 트랜지스터(SF)의 소스 단자에 연결되고, 선택 신호(SELS)에 응답하여, 칼럼 출력 라인을 통해 CDS(예를 들어, 도 2의 151)로 픽셀 신호(VOUT)를 출력할 수 있다.
도 15는 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록도이다. 도 16은 도 15의 카메라 모듈의 상세 블록도이다. 도 16는 카메라 모듈(1100b)의 상세 구성에 대해 설명하나, 이하의 설명은 실시 예에 따라 다른 카메라 모듈들(1100a, 1100b)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 15를 참조하면, 전자 장치(1000)는 카메라 모듈 그룹(1100), 애플리케이션 프로세서(1200), PMIC(1300) 및 외부 메모리(1400)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈 그룹(1100)은 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)을 포함할 수 있다. 비록 도면에는 3개의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 배치된 실시 예가 도시되어 있으나, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 카메라 모듈(1100b)은 프리즘(1105), 광학 경로 폴딩 요소(Optical Path Folding Element, 이하, ˝OPFE˝)(1110), 액츄에이터(1130), 이미지 센싱 장치(1140) 및 저장부(1150)를 포함할 수 있다.
프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1107)을 포함하여 외부로부터 입사되는 광(L)의 경로를 변형시킬 수 있다. OPFE(1110)는 예를 들어 m(여기서, m은 자연수)개의 그룹으로 이루어진 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 액츄에이터(1130)는 OPFE(1110) 또는 광학 렌즈(이하, 광학 렌즈로 지칭)를 특정 위치로 이동시킬 수 있다.
이미지 센싱 장치(1140)는 이미지 센서(1142), 제어 로직(1144) 및 메모리(1146)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(1142)는 광학 렌즈를 통해 제공되는 광(L)을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱할 수 있다. 이미지 센서(1142)는 도 1에서 설명된 이미지 센서(100)일 수 있고, 도 3 내지 도 13에서 설명된 픽셀 어레이들(110A~110H) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어 로직(1144)은 카메라 모듈(1100b)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(1144)은 제어 신호 라인(CSLb)을 통해 제공된 제어 신호에 따라 카메라 모듈(1100b)의 동작을 제어할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 1100b)은 앞서 설명한 프리즘(1105)과 OPFE(1110)를 포함하는 폴디드 렌즈(folded lens) 형태의 카메라 모듈이고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 1100a, 1100b)은 프리즘(1105)과 OPFE(1110)가 포함되지 않은 버티칼(vertical) 형태의 카메라 모듈일 수 있으나, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
예시적인 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 1100c)은 예를 들어, IR(Infrared Ray)을 이용하여 깊이(depth) 정보를 추출하는 버티컬 형태의 깊이 카메라(depth camera)일 수 있다. 이 경우, 애플리케이션 프로세서(1200)는 이러한 깊이 카메라로부터 제공받은 이미지 데이터 값과 다른 카메라 모듈(예를 들어, 1100a 또는 1100b)로부터 제공받은 이미지 데이터 값을 병합(merge)하여 3차원 깊이 이미지(3D depth image)를 생성할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 1100a, 1100b)은 서로 다른 관측 시야(Field of View, 시야각)를 가질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 1100a, 1100b)의 광학 렌즈가 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 예시적인 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각의 시야각은 서로 다를 수 있다. 이 경우, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 포함된 광학 렌즈 역시 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예시적인 실시 예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각은 서로 물리적으로 분리되어 배치될 수 있다. 즉, 하나의 이미지 센서(1142)의 센싱 영역을 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 분할하여 사용하는 것이 아니라, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각의 내부에 독립적인 이미지 센서(1142)가 배치될 수 있다.
다시 도 15을 참조하면, 애플리케이션 프로세서(1200)는 이미지 처리 장치(1210), 메모리 컨트롤러(1220), 내부 메모리(1230)를 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(1200)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)과 분리되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로세서(1200)와 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 별도의 반도체 칩으로 서로 분리되어 구현될 수 있다.
이미지 처리 장치(1210)는 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c), 이미지 생성기(1214) 및 카메라 모듈 컨트롤러(1216)를 포함할 수 있다.
이미지 처리 장치(1210)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)의 개수에 대응하는 개수의 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)를 포함할 수 있다.
각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 값들은 서로 분리된 이미지 신호 라인(ISLa, ISLb, ISLc)를 통해 대응되는 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100a)로부터 생성된 이미지 데이터 값은 이미지 신호 라인(ISLa)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212a)에 제공되고, 카메라 모듈(1100b)로부터 생성된 이미지 데이터 값은 이미지 신호 라인(ISLb)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212b)에 제공되고, 카메라 모듈(1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 값은 이미지 신호 라인(ISLc)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212c)에 제공될 수 있다. 이러한 이미지 데이터 값의 전송은 예를 들어, MIPI(Mobile Industry Processor Interface)에 기반한 카메라 직렬 인터페이스(CSI; Camera Serial Interface)를 이용하여 수행될 수 있으나, 실시 예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
각각의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)에 제공된 이미지 데이터 값은 이미지 생성기(1214)에 제공될 수 있다. 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보(Generating Information) 또는 모드 신호(Mode Signal)에 따라 각각의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)로부터 제공된 이미지 데이터를 이용하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.
구체적으로, 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 값들 중 적어도 일부를 병합(merge)하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 값들 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.
카메라 모듈 컨트롤러(1216)는 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 생성된 제어 신호는 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb, CSLc)를 통해 대응되는 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공될 수 있다.
애플리케이션 프로세서(1200)는 수신된 이미지 데이터 값들, 다시 말해서 인코딩된 데이터를 내부에 구비되는 메모리(1230) 또는 애플리케이션 프로세서(1200) 외부의 스토리지(1400)에 저장하고, 이후, 메모리(1230) 또는 스토리지(1400)로부터 인코딩된 데이터를 독출하여 디코딩하고, 디코딩된 이미지 데이터 값에 기초하여 생성되는 이미지를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어 이미지 처리 장치(1210)의 복수의 서브 프로세서들(1212a, 1212b, 1212c) 중 대응하는 서브 프로세서가 디코딩을 수행할 수 있으며, 또한 디코딩된 이미지 데이터 값에 대하여 이미지 처리를 수행할 수 있다.
PMIC(1300)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 전력, 예를 들어 전원 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, PMIC(1300)는 애플리케이션 프로세서(1200)의 제어 하에, 파워 신호 라인(PSLa)을 통해 카메라 모듈(1100a)에 제1 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLb)을 통해 카메라 모듈(1100b)에 제2 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLc)을 통해 카메라 모듈(1100c)에 제3 전력을 공급할 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 제1 방향 및 제2 방향으로 배치되는 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서,
    상기 픽셀 어레이는,
    상기 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제1 일반 픽셀 및 제1 AF(Auto Focus) 픽셀; 및
    상기 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제2 AF 픽셀 및 제2 일반 픽셀을 포함하고,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀 각각은 복수의 포토 다이오드들을 포함하고,
    상기 제1 일반 픽셀 및 상기 제2 일반 픽셀은 사각형의 형상을 갖고,
    상기 제1 AF 픽셀의 상기 제1 방향의 제1 길이는 상기 제1 일반 픽셀의 상기 제1 방향의 제1 길이보다 길고, 상기 제2 AF 픽셀의 상기 제1 방향의 제1 길이는 상기 제2 일반 픽셀의 상기 제1 방향의 제1 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀은 팔각형의 형상을 갖고,
    상기 제1 AF 픽셀의 상기 제2 방향의 제2 길이는 상기 제1 일반 픽셀의 상기 제2 방향의 제2 길이보다 길고, 상기 제2 AF 픽셀의 상기 제2 방향의 제2 길이는 상기 제2 일반 픽셀의 상기 제2 방향의 제2 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀은 사각형의 형상을 갖고,
    상기 제1 AF 픽셀의 상기 제2 방향의 제2 길이는 상기 제1 일반 픽셀의 상기 제2 방향의 제2 길이와 동일하고, 상기 제2 AF 픽셀의 상기 제2 방향의 제2 길이는 상기 제2 일반 픽셀의 상기 제2 방향의 제2 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀은 그린 컬러 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀은 옐로우 컬러 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀 각각은, 상기 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되는 제1 포토 다이오드 및 제2 포토 다이오드를 포함하고 상기 제1 포토 다이오드 및 상기 제2 포토 다이오드 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀 각각은, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 서로 인접하게 배치되는 제1 내지 제4 포토 다이오드를 포함하고 상기 제1 내지 제4 포토 다이오드 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  8. 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서,
    상기 픽셀 어레이는,
    동일한 컬러 필터를 포함하는 적어도 하나의 일반 픽셀을 각각 포함하는 제1 일반 픽셀 그룹 및 제2 일반 픽셀 그룹; 및
    동일한 컬러 필터를 포함하는 복수의 AF 픽셀들을 각각 포함하는 제1 AF 픽셀 그룹 및 제2 AF 픽셀 그룹을 포함하고,
    상기 제1 일반 픽셀 그룹 및 상기 제1 AF 픽셀은 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고, 상기 제2 AF 픽셀 및 상기 제2 일반 픽셀은 상기 제1 방향으로 서로 인접하게 배치되고,
    상기 복수의 AF 픽셀들 각각은 복수의 포토 다이오드들을 포함하고,
    상기 제1 AF 픽셀 그룹의 상기 제1 방향의 제1 길이는 상기 제1 일반 픽셀 그룹의 상기 제1 방향의 제1 길이보다 길고, 상기 제2 AF 픽셀 그룹의 상기 제1 방향의 제1 길이는 상기 제2 일반 픽셀 그룹의 상기 제1 방향의 제1 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 그룹 및 상기 제2 AF 픽셀 그룹은 팔각형의 형상을 갖고,
    상기 제1 AF 픽셀 그룹의 제2 방향의 제2 길이는 상기 제1 일반 픽셀 그룹의 상기 제2 방향의 제2 길이보다 길고, 상기 제2 AF 픽셀 그룹의 상기 제2 방향의 제2 길이는 상기 제2 일반 픽셀 그룹의 상기 제2 방향의 제2 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 그룹 및 상기 제2 AF 픽셀 그룹은 사각형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 그룹의 제2 방향의 제2 길이는 상기 제1 일반 픽셀 그룹의 상기 제2 방향의 제2 길이와 동일하고, 상기 제2 AF 픽셀 그룹의 상기 제2 방향의 제2 길이는 상기 제2 일반 픽셀 그룹의 상기 제2 방향의 제2 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 그룹 및 상기 제2 AF 픽셀 그룹은 그린 컬러 필터 및 화이트 컬러 필터 중 적어도 하나의 컬러 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 그룹 및 상기 제2 AF 픽셀 그룹 각각은, 제1 포토 다이오드, 제2 포토 다이오드, 및 상기 제1 포토 다이오드 및 상기 제2 포토 다이오드 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈를 각각 포함하는 복수의 AF 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 그룹 및 상기 제2 AF 픽셀 그룹 각각은, 제1 내지 제4 포토 다이오드, 및 상기 제1 내지 제4 포토 다이오드 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈를 각각 포함하는 복수의 AF 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  15. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 일반 픽셀 그룹 및 상기 제2 일반 픽셀 그룹 각각은, 하나의 포토 다이오드, 및 상기 하나의 포토 다이오드 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈를 각각 포함하는 복수의 일반 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  16. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 일반 픽셀 그룹 및 상기 제2 일반 픽셀 그룹 각각은, 하나의 포토 다이오드, 및 상기 하나의 포토 다이오드 상에 배치되는 하나의 마이크로 렌즈를 포함하는 하나의 일반 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  17. 제1 방향 및 제2 방향으로 배치되는 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에 있어서,
    상기 픽셀 어레이는,
    하나의 포토 다이오드 및 하나의 마이크로 렌즈를 각각 포함하는 제1 일반 픽셀 및 제2 일반 픽셀; 및
    복수의 포토 다이오드들 및 하나의 마이크로 렌즈를 각각 포함하는 제1 AF 픽셀 및 제2 AF 픽셀을 포함하고,
    상기 제1 일반 픽셀 및 상기 제1 AF 픽셀은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제2 AF 픽셀 및 상기 제2 일반 픽셀은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제1 일반 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀은 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되고,
    상기 제1 AF 픽셀의 면적은 상기 제1 일반 픽셀의 면적보다 넓고, 상기 제2 AF 픽셀의 면적은 상기 제2 일반 픽셀의 면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀은 그린 컬러 필터 및 화이트 컬러 필터 중 하나의 컬러 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀 각각은, 2개의 포토 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 AF 픽셀 및 상기 제2 AF 픽셀 각각은, 4개의 포토 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
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