像素阵列和包括该像素阵列的图像传感器的制作方法

像素阵列和包括该像素阵列的图像传感器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于并要求于2020年10月26日在韩国知识产权局提交 的韩国专利申请no.10-2020-0139762和于2021年3月9日在韩国知 识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0030933的优先权，该两 件申请的公开内容以引用方式全部并入本文中。
技术领域
3.本发明构思的实施例涉及一种像素阵列，并且更具体地，涉及 一种包括均匀地布置在每个彩色像素中的多个相位检测像素的像素 阵列和包括该像素阵列的图像传感器。


背景技术：

4.图像传感器可以包括像素阵列，像素阵列感测其中接收到的光 学信号。由于图像传感器提供自动聚焦功能，因此像素阵列可以包括 多个相位检测像素，相位检测像素可以不连续地并且不规则地布置在 像素阵列中。


技术实现要素：

5.本发明构思的实施例提供了一种像素阵列和包括像素阵列的图 像传感器，其中，多个相位检测像素均匀地布置，因此，可以减少或 最小化每个像素的基于颜色通道的噪声。
6.根据本发明构思的实施例，像素阵列包括多个像素组。多个像 素组中的每一个包括：以m
×
n矩阵布置多个子像素，其中，m是 等于或大于2的自然数，n是等于或大于2的自然数；以及多个彩色 像素，其被配置为感测具有不同波段的光。多个彩色像素中的每一个 包括相同数量的相位检测像素。
7.根据本发明构思的实施例，图像传感器包括像素阵列，其包括 多个子像素和被配置为感测具有不同波段的光的多个彩色像素。多个 彩色像素中的每一个包括相同数量的相位检测像素。图像传感器还包 括读出电路，其被配置为将通过多条列线从像素阵列接收到的感测信 号转换为二进制数据。图像传感器还包括行解码器，其被配置为生成 行选择信号，行选择信号控制像素阵列，使得针对每一行通过多条行 线输出感测信号；以及控制逻辑，其被配置为控制行解码器和读出电 路。
8.根据本发明构思的实施例，图像传感器包括像素阵列，其包括 多个子像素和被配置为感测具有不同波段的光的多个彩色像素。多个 彩色像素中的每一个包括设置在特定位置处的相位检测像素。图像传 感器还包括读出电路，其被配置为将通过多条列线从像素阵列接收到 的感测信号转换为二进制数据。图像传感器还包括行解码器，其被配 置为生成行选择信号，行选择信号控制像素阵列，使得针对每一行通 过多条行线输出感测信号；以及控制逻辑，其被配置为控制行解码器 和读出电路，并且基于模式信号改变输出感测信号的方法。
附图说明
9.通过参照附图详细地描述本发明构思的实施例，本发明构思的 以上和其它特征将变得更加显而易见，在附图中：
10.图1是示出根据实施例的图像传感器的框图；
11.图2是示出根据实施例的像素阵列的示图；
12.图3a和图3b是示出根据实施例的像素组的示图；
13.图4是解释根据实施例的包括子像素的彩色像素的数据值的示 图；
14.图5a至图5c是示意性地示出根据实施例的相位检测像素对的 截面图；
15.图6a至图6c是根据实施例的图5b的双光电二极管的平面图；
16.图6d是根据实施例的沿图6a的线a-a’截取的截面图；
17.图7a是解释根据比较示例的在每个彩色像素中不均匀布置的 相位检测像素的示图；
18.图7b和图7c是描述根据实施例的在每个彩色像素中均匀布置 的相位检测像素的示图；
19.图8a至图8f是示出均匀布置的相位检测像素的各种实施例的 示图；
20.图9a至图9f是示出均匀布置的相位检测像素的各种实施例的 示图；
21.图10是示出根据实施例的每种模式下的不同数据输出的示图；
22.图11是根据实施例的像素的等效电路图；
23.图12a和图12b是根据实施例的对感测信号执行加法操作的像 素的电路图；
24.图13是包括应用根据实施例的图像传感器的多相机模块的电子 装置的框图；
25.图14是根据实施例的图13的多相机模块的详细框图；
26.图15是示出根据实施例的电子装置的框图；以及
27.图16是示出根据实施例的电子装置的框图。
具体实施方式
28.将在下文中参照附图更加充分地描述本发明构思的实施例。同 样的附图标记可以在整个附图中表示同样的元件。
29.将理解，术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中用来 将一个元件与另一元件区分开，并且这些元件不受这些术语的限制。 因此，实施例中的“第一”元件可以在另一实施例中被描述为“第二
”ꢀ
元件。
30.应理解，除非上下文中另外清楚地指出，否则每个实施例内的 对特征或方面的描述通常应被视为可用于其它实施例中的其它相似 的特征或方面。
31.如本文中使用的，除非上下文中另外清楚地指出，否则单数形 式“一”、“一个(种)”和“该(所述)”还旨在包括复数形式。
32.将理解，当诸如膜、区域、层或元件的部件被称作“在”另一 部件“上”、“连接到”另一部件、“耦接到”另一部件、或者“与
”ꢀ
另一部件“相邻”时，该部件可以直接在另一部件上、直接连接到另 一部件、直接耦接到另一部件、或者与另一部件直接相邻，或者可以 存在中间部件。还将理解，当部件被称作“在”两个部件“之间”时， 该部件可以是该两个部件之间唯一的部件，或者还可以存在一个或多 个中间部件。用于描述部件之间的关系的其它词语
应以同样的方式来 解释。
33.图1是示出根据实施例的图像传感器100的框图。
34.图像传感器100可以包括在具有图像或光感测功能的电子装置 中。例如，图像传感器100可以包括在诸如以物联网(iot)装置、 家用电器、平板个人计算机(pc)、个人数字助理(pda)、便携 式多媒体播放器(pmp)、导航装置、无人机和高级驾驶辅助系统 (adas)为例的电子装置中。此外，图像传感器100可以包括在作 为车辆、家具、制造设备、门、各种种类的测量装置等中的元件提供 的电子装置中。然而，图像传感器100不限于此。
35.图像传感器100可以包括透镜ls、像素阵列110、行解码器120、 控制逻辑130、斜坡生成器140和读出电路150。在实施例中，图像 传感器100可以还包括时钟信号生成器、信号处理器、列解码器和/ 或存储器。
36.图像传感器100可以将通过光学装置输入的对象的光学信号转 换为电信号，并且可以基于电信号生成图像数据idat。光学装置可 以包括光学收集装置，光学收集装置包括镜子和透镜ls。例如，图 像传感器100可以通过使用诸如光的散射或折射的光学特性经由各 种路径收集由对象反射的光，或者可以使用用于改变光的移动路径的 光学装置。为了便于解释，本文描述了使用了透镜ls的实施例。然 而，如上所述，除了透镜ls之外，本发明构思的实施例可以通过各 种光学装置来实施。
37.像素阵列110可以包括互补金属氧化物半导体(cmos)图像传 感器(cis)，cis将光学信号转换为电信号。通过透镜ls的光学信 号可以被转移到像素阵列110的光接收表面，并且可以形成对象的图 像。像素阵列110可以在控制逻辑130的控制下调节光学信号的灵敏 度。
38.像素阵列110可以连接到将信号转移到以矩阵形式布置的像素 阵列110的像素的多条行线rl和多条列线cl。例如，行线rl中的 每一条可以分别将从行解码器120输出的控制信号转移到包括在像 素中的晶体管，并且可以按照像素阵列110的列单位将像素的像素信 号转移到读出电路150。多条列线cl中的每一条可以在列方向上延 伸，并且可以将设置在同一列中的像素连接到读出电路150。
39.像素阵列110的多个像素中的每一个可以包括至少一个光电转 换装置和晶体管。例如，像素阵列110可以通过诸如电荷耦合装置 (ccd)或cmos的光电转换装置(或光学感测装置)来实施，此 外，像素阵列110可以通过各种种类的光电转换装置来实施。根据实 施例，光电转换装置可以感测光，并且可以将感测到的光转换为光电 荷。例如，光电转换装置可以包括包含有机材料或无机材料的光学感 测装置，诸如无机光电二极管、有机光电二极管、钙钛矿光电二极管、 光电晶体管、光电门、钉扎光电二极管。在实施例中，晶体管可以转 移存储在光电转换装置中的电荷，将电荷重置为源电压，或者将电荷 转换为电信号。
40.微透镜和滤色器可以堆叠在多个像素中的每一个上，多个像素 的多个滤色器可以配置滤色器阵列。滤色器可以透射通过微透镜入射 的光之中的特定颜色的光，并且例如，可以透射特定颜色区域的波长。 可以基于包括在像素中的滤色器确定能够被像素感测到的颜色。然而， 本发明构思不限于此。例如，在实施例中，包括在像素中的光电转换 装置可以基于对其施加的电信号的电平(例如，电压电平)将对应于 颜色区域的波长的光转换为电信号，因此，可以基于施加到光电转换 装置的电信号的电平确定能够被像素感测到的颜色。
41.在实施例中，像素阵列110的多个像素中的每一个可以包括微 透镜和在微透镜之下平行设置的至少一个光电转换装置。例如，多个 像素中的每一个可以包括平行设置的至少一个第一光电转换装置和 至少一个第二光电转换装置。每个像素可以输出从第一光电转换装置 生成的第一图像信号或从第二光电转换装置生成的第二图像信号。此 外，每个像素可以输出从第一光电转换装置和第二光电转换装置生成 的和图像信号。
42.多个像素可以包括彩色像素(例如，红色像素、绿色像素和蓝 色像素)。彩色像素可以基于通过不同的滤色器的光生成包括对应的 颜色信息的图像信号。在实施例中，生成不同的颜色信息的滤色器、 生成包括不同的颜色信息的图像信号的彩色像素、或者一组彩色像素 可以被称作颜色通道。例如，红色通道可以被称作红色滤色器或作为 用于处理通过红色滤色器的光的像素的红色像素、蓝色通道可以被称 作蓝色滤色器或作为用于处理通过蓝色滤色器的光的像素的蓝色像 素，绿色通道可以被称作绿色滤色器或作为用于处理通过绿色滤色器 的光的像素的绿色像素。在本文中所述的实施例中，描述了诸如红色、 绿色和蓝色的颜色。然而，本发明构思不限于此。例如，在实施例中， 多个像素可以包括基于不同颜色的组合的像素，诸如以黄色像素、青 色像素和白色像素为例。
43.红色像素可以响应于可见光区域中的红色区域的波长生成与红 色信号对应的图像信号(或电荷)。绿色像素可以响应于可见光区域 中的绿色区域的波长生成与绿色信号对应的图像信号(或电荷)。蓝 色像素可以响应于可见光区域中的蓝色区域的波长生成与蓝色信号 对应的图像信号(或电荷)。然而，本发明构思不限于此。例如，在 实施例中，多个像素可以还包括白色像素。作为另一示例，在实施例 中，多个像素可以包括蓝绿色像素、黄色像素、品红色像素或白色像 素。
44.在控制逻辑130的控制下，例如，通过行控制信号ctr_x的方 式，行解码器120可以生成用于驱动像素阵列110的控制信号，并且 可以经由多条行线rl按照行单位驱动像素阵列110的多个像素。多 条行线rl中的每一条可以在行方向上延伸，并且可以连接到设置在 同一行中的像素。
45.在实施例中，行解码器120可以控制多个像素，使得像素阵列 110的多个像素感测同时或按照行单位入射的光。此外，行解码器120 可以按照行单位从多个像素之中选择像素，将重置信号提供到所选的 像素(例如，一行的像素)，并且通过多条列线cl输出由所选的像 素生成的感测电压。
46.控制逻辑130可以提供用于控制行解码器120、斜坡生成器140 和读出电路150的时序的控制信号。例如，控制逻辑130可以将行控 制信号ctr_x提供到行解码器120，行解码器120可以基于行控制 信号ctr_x经由行线rl按照行单位感测像素阵列110。例如，控 制逻辑130可以向斜坡生成器140提供用于控制斜坡信号的斜坡控制 信号ctr_r，斜坡生成器140可以基于斜坡控制信号ctr_r生成用 于读出电路150的操作的斜坡信号rmp。例如，控制逻辑130可以 将列控制信号ctr_y提供到读出电路150，读出电路150可以基于 列控制信号ctr_y通过列线cl从像素阵列110接收像素信号，并 且处理像素信号。
47.根据实施例，控制逻辑130可以基于模式信号md全面控制图 像传感器100。例如，控制逻辑130可以从应用处理器接收指示高分 辨率感测或低分辨率感测的模式信号md，并且可以输出行控制信号 ctr_x、列控制信号ctr_y和斜坡控制信号ctr_r，使得像素阵 列110的多个像素中的每一个输出独立的像素信号，并且像素阵列 110可以基于行控制信号
ctr_x和列控制信号ctr_y输出多个像素 信号中的每一个。此外，读出电路150可以基于斜坡信号rmp对像 素信号采样或处理像素信号。例如，应用处理器可以基于各种场景(诸 如以成像环境的亮度、用户的分辨率设定以及感知或学习状态为例) 提供通过确定图像传感器100的成像模式而获得的结果作为模式信 号md。
48.控制逻辑130可以通过诸如包括逻辑电路的硬件的处理电路来 实施，或者可以通过硬件和软件(诸如执行压缩操作的处理器执行软 件)的组合来实施。例如，控制逻辑130可以通过包括在图像传感器 100中的中央处理单元(cpu)以及执行算数和逻辑操作和位移操作 的算数逻辑单元(alu)、数字信号处理器(dsp)、微处理器、专 用集成电路(asic)和控制逻辑来实施，但不限于此，并且控制逻 辑130可以协助人工神经网络，并且还可以使用各自使用人工神经网 络的加速器和神经处理单元(npu)。
49.斜坡生成器140可以生成具有特定斜率并逐渐增加或减少的斜 坡信号rmp，并且可以将斜坡信号rmp提供到读出电路150。
50.读出电路150可以通过列线cl接收从像素阵列110输出的像素 信号，并且可以处理像素信号以输出图像数据idat。读出电路150 可以包括相关双采样(cds)电路151、模数转换(adc)电路153 和缓冲器155。
51.cds电路151可以包括多个比较器，并且可以将通过多条列线 cl从像素阵列110接收的像素信号与来自斜坡生成器140的斜坡信 号rmp进行比较。比较器中的每一个可以将接收到的像素信号与缓 冲的斜坡信号rmp进行比较，并且可以输出处于逻辑低电平或逻辑 高电平的比较结果。例如，当斜坡信号rmp的电平与像素信号的电 平相同时，比较器中的每一个可以输出用于将第一电平(例如，逻辑 高电平)移位到第二电平(例如，逻辑低电平)的比较信号，并且用 于将比较信号的电平移位的时间可以基于像素信号的电平而确定。
52.从多个像素输出的多个像素信号可以具有由每个像素的独特特 性(例如，固定模式噪声(fpn))导致的偏差和/或由用于从像素 输出像素信号的逻辑(例如，用于输出存储在像素中的光电转换装置 中的电荷的晶体管)的特性差异导致的偏差。如上所述，用于计算均 对应于像素信号的重置电压(或重置分量)和感测电压(或感测分量) 并且提取它们之间的差(例如，电压差)作为补偿通过多条列线cl 输出的多个像素信号之间的偏差的有效信号的操作可以被称作cds。 比较器中的每一个可以输出应用了cds技术的比较结果(例如，比 较输出)。结果，cds电路151可以生成应用了cds技术的比较结 果。
53.adc电路153可以将cds电路151的比较结果转换为数字数据， 以按照行单位生成并输出对应于多个像素的像素值。adc电路153 可以包括多个计数器。多个计数器可以分别连接到多个比较器的输出， 并且可以对从多个比较器输出的比较结果进行计数。计数器中的每一 个可以基于用于感测重置信号的重置转换时段和用于感测感测信号 的图像转换时段中的计数时钟对从对应的比较器输出的逻辑高或逻 辑低的比较结果进行计数，并且可以基于计数结果输出数字数据(例 如，像素值)。计数器中的每一个可以包括锁存电路和计算电路。锁 存电路可以在将从对应的比较器接收的比较信号的电平移位时锁存 作为计数时钟信号接收的代码值。锁存信号可以锁存对应于重置信号 的代码值(例如，重置值)和对应于图像信号的代码值(例如，图像 信号值)中的每一个。计算电路可以对重置值和图像信号值执行算术 操作以生成从中去除了像素的重置电平的图像信号值。计数器中的每 一个可以输出从中去除了像素的重置电平的图像信号值作为像素值。 然而，本发明构思不限
于此。例如，在实施例中，每个计数器可以通 过递增计数器和计算电路、或者通过递增/递减计数器、或者通过其 中计数值基于计数时钟信号循序地增大的逐位反向计数器来实施。
54.缓冲器155可以存储从adc电路153输出的像素值。缓冲器155 可以存储对应于每行的数字数据(例如，像素值)。在实施例中，缓 冲器155可以临时存储从计数器输出的多个数字数据，并且可以放大 和输出所存储的多个数字数据。即，缓冲器155可以包括输出缓冲器。 缓冲器155可以临时存储从多个计数器中的每一个输出的多个数字 数据，并且随后可以循序地或选择性地输出所存储的多个数字数据， 感测放大器可以放大和输出由此接收的数字数据。缓冲器155可以基 于控制逻辑130的控制根据列解码器的针对每列的列控制信号 ctr_y将经放大的图像数据idat输出到读出电路150的外部。
55.例如，缓冲器155可以通过静态随机存取存储器(sram)、锁 存器、触发器或它们的组合来实施，但不限于此。在实施例中，缓冲 器155可以是存储器，并且可以包括在adc电路153中。
56.在实施例中，图像传感器100可以支持自动聚焦(af)功能， 并且可以使用相位差af技术以用于自动聚焦检测。相位差af操作 可以是感测形成在图像传感器100中的图像的相位的视差以调节聚 焦的方法。相位差af操作可以具有前引脚(pin)和后引脚都增加 相位差的特性。在相位差af操作中，可以基于感测到的相位差看到 关于引脚的相位差值和方向信息，因此，可以通过移动调焦透镜一次 来执行聚焦。例如，图像传感器100可以基于关于引脚的相位差和方 向信息预先计算透镜的移动值，并且基于此，可以驱动调焦透镜一次 以执行聚焦。因此，使用相位差af操作的图像传感器100可以在没 有电子取景器的显示抖动的情况下执行快速聚焦。
57.当使用相位差af操作时，可能存在与相位检测像素设置在像素 阵列110中的位置对应的问题。当过多数量的相位检测像素设置在像 素阵列110中时，感测像素的数量可能减少，从而导致分辨率劣化。 当过少数量的相位检测像素设置在像素阵列110中时，图像传感器 100可能无法检测到准确的相位差。图像传感器100可以支持各种成 像模式，诸如以实时取景模式、静态图像模式、移动图像模式、预览 模式和高分辨率俘获模式为例。在各种成像模式中，可以改变用于生 成图像的感测像素的位置，并且可以基于相位检测像素的布置来改变 每种模式的成像性能。因此，根据实施例，可以利用用于提高图像传 感器100的成像性能的相位检测像素布置技术。
58.图2是示出根据实施例的像素阵列110的示图。
59.参照图2，像素阵列110可以包括重复布置的多个像素组pg。 像素组pg中的每一个可以包括红色通道、绿色通道和蓝色通道，并 且可以是用于基于红色通道、绿色通道和蓝色通道的组合再现对象 (图1中的对象)的一个颜色表达单元。
60.在实施例中，一个像素组pg可以包括具有包括红色、绿色和蓝 色的拜耳图案的彩色像素。每个彩色像素可以包括以3
×
3矩阵布置 的九个子像素，每个子像素可以接收通过同一滤色器的光。包括以3
ꢀ×
3矩阵布置的九个红色子像素r、以3
×
3矩阵布置的九个绿色子 像素gr、以3
×
3矩阵布置的九个蓝色子像素b和以3
×
3矩阵布置 的九个绿色子像素gb的像素组pg可以被称作九格单元。在下文中， 绿色子像素gr可以被称作第一绿色子像素，绿色子像素gb可以被 称作第二绿色子像素。第一绿色子像素gr和第二绿色子像素gb可 以统称为绿色像素g。因此，包括绿色子像素gr的绿色像素g可以 被称作第一绿色像素，包括
以提高图像传感器100的信噪比(snr)。
66.图3a和图3b是示出根据实施例的像素组pg1或pg2的图。
67.将参照图3a和图3b更详细地定义本文中使用的术语“像素组 pg1和pg2”、“彩色像素cp1和cp2”和“子像素sp1和sp2”。
68.参照图3a，第一像素组pg1可以包括具有包括红色、绿色和蓝 色的拜耳图案的多个彩色像素，彩色像素中的每一个可以包括以2
×ꢀ
2矩阵布置的四个子像素。包括以2
×
2矩阵布置的四个红色子像素 r1至r4、以2
×
2矩阵布置的四个绿色子像素gr1至gr4、以2
×
2 矩阵布置的四个蓝色子像素b1至b4和以2
×
2矩阵布置的四个绿色 子像素gb1至gb4的第一像素组pg1可以被称作四格单元。多个彩 色像素可以被配置为感测具有不同波段的光，如本文中所描述的。
69.第一像素组pg1可以包括两个绿色像素、一个红色像素和一个 蓝色像素作为彩色像素。例如，设置在包括红色子像素r1至r4的 红色像素的左侧处的包括绿色子像素gr1至gr4的绿色像素可以是 第一彩色像素cp1。
70.第一彩色像素cp1可以包括具有相同颜色信息的多个子像素。 例如，绿色像素可以是第一彩色像素cp1，并且可以包括以2
×
2矩 阵布置的四个子像素gr1至gr4。多个子像素之中的设置在第一彩色 像素cp1的左上端处的子像素gr1可以是第一子像素sp1。
71.参照图3b，第二像素组pg2可以包括具有包括红色、绿色和蓝 色的拜耳图案的多个彩色像素，彩色像素中的每一个可以包括以3
×ꢀ
3矩阵布置的九个子像素。包括以3
×
3矩阵布置的九个红色子像素 r1至r9、以3
×
3矩阵布置的九个绿色子像素gr1至gr9、以3
×
3 矩阵布置的九个蓝色子像素b1至b9和以3
×
3矩阵布置的九个绿色 子像素gb1至gb9的第二像素组pg2可以被称作九格单元。
72.第二像素组pg2可以包括两个绿色像素、一个红色像素和一个 蓝色像素作为彩色像素。例如，设置在包括红色子像素r1至r9的 红色像素的左侧处的包括绿色子像素gr1至gr9的绿色像素可以是 第二彩色像素cp2。
73.第二彩色像素cp2可以包括具有相同颜色信息的多个子像素。 例如，绿色像素可以是第二彩色像素cp2，并且可以包括以3
×
3矩 阵布置的九个子像素gr1至gr9。多个子像素之中的设置在第二彩色 像素cp2的左上端处的子像素gr1可以是第二子像素sp2。
74.在图3a和图3b中，在四格单元或九格单元中，示出定义了像 素组、彩色像素和子像素(例如，像素组pg1和pg2、彩色像素cp1 和cp2、以及子像素sp1和sp2)，但是本发明构思不限于此。例如， 本发明构思的实施例可以基于包括在每个彩色像素中的各种数量的 子像素的组合应用到子像素(例如，以m
×
n矩阵布置的子像素)。
75.图4是解释根据实施例的包括子像素的彩色像素的数据值的示 图。
76.在图4中，将描述作为以3
×
3矩阵布置的九个子像素的集合的 九格单元作为本发明构思的示例实施例。如上所述，本发明构思的实 施例可以应用到以m
×
n矩阵布置的子像素。
77.参照图4，像素组pg可以包括彩色像素，彩色像素包括以m
×ꢀ
n(mn)矩阵布置的多个子像素。例如，像素组pg可以包括第一绿 色像素和第二绿色像素、红色像素以及蓝色像素。第一绿色像素可以 包括mn个绿色子像素gr，第二绿色像素可以包括mn个绿色子像 素gb，红色像素可以包括mn个红色子像素r，蓝色像素可以包括 mn个蓝色子像素b。
78.根据实施例，每个彩色像素(例如，第一绿色像素和第二绿色 像素、红色像素以及蓝色像素)可以包括相同数量的相位检测像素p。 相位检测像素p可以均匀地布置在每个彩色像素中，并且因此，可 以在相位检测像素p中的每一个与相邻的像素之间发生相对恒定的 串扰。例如，一个或多个相位检测像素p可以设置在第一绿色像素 的右下端、红色像素的左下端、蓝色像素的左下端和第二绿色像素的 右下端中的每一个处，每个颜色通道可以包括相同数量的相位检测像 素p。
79.在不需要高分辨率图像的场景中，因为成像环境的亮度低，或 者使用快速图像处理(例如，预览图像)，可以对包括在彩色像素中 的多个子像素的感测信号或感测数据求和，因此可以确保足够量的光。 由多个光学感测装置生成的模拟信号求和的情况可以被称作模拟加 法，对感测信号的数字转换结果求和的情况可以被称作数字加法。将 参照图11和图12更详细地描述模拟加法，将参照图13更详细地描 述数字加法。
80.根据实施例，可以对由一个颜色通道生成的信号或数据求和作 为一条彩色像素信息。例如，每个彩色像素可以包括m
×
n(mn) 个子像素。子像素之一可以是用于计算视差的相位检测像素p，子像 素中的其它子像素可以各自是用于感测图像的感测子像素。参照根据 实施例的第一绿色像素，可以对与mn个子像素中的除了(#p个) 相位检测像素的之外的((m
×
n)-#p)个其它子像素对应的感测像 素求和。经求和的感测像素的信号或数据可以包括比多个子像素的中 的每一个的信号或数据更多的信息(例如，分辨率、对比度、灵敏度 等)。可以基于相似的方式对红色像素、蓝色像素和第二绿色像素求 和，并且因此，可以生成比包括在单独的子像素中的信息更多的信息。
81.图5a至图5c是示意性地示出根据实施例的相位检测像素对 phda、phdb和phdc的截面图。为了便于解释，在描述图5a至图 5c时，省略重复的描述。
82.参照图5a，相位检测像素对phda可以包括微透镜、光学感测 装置和滤色器。例如，作为光学感测装置的实施示例，多个像素px1 和px2中的每一个可以包括多个光电二极管pd1和pd2以及多个滤 色器cf1和cf2，多个微透镜ml1和ml2可以设置在滤色器cf1 和cf2上。根据实施例的微透镜ml1和ml2的截面形状可以是具 有圆形曲率的弧形，或者可以是椭圆形的一部分。
83.根据图5a中所示的实施例，一个滤色器cf1或cf2以及一个 微透镜ml1或ml2可以设置在一个光电二极管pd1或pd2上。例 如，入射到微透镜ml1的中心上的光可以通过滤色器cf1，并且因 此，可以仅透射特定波段(例如，对应于绿色的大约500nm至大约 600nm)的光，并且特定波段的透射光可以在光电二极管pd1中形 成图像。相似地，入射到微透镜ml2的中心上的光可以通过滤色器 cf2，并且因此，可以仅透射具有特定波长的光，并且具有特定波长 的透射光可以在光电二极管pd2中形成图像。如图5a中所示，入射 到一个微透镜ml1或ml2上的光在一个光电二极管pd1或pd2中 形成图像的情况可以被称作单光电二极管(单pd)。多个像素px1 和px2可以成对，并且可以配置相位检测像素对phda，图像传感器 (例如，图1的100)可以通过使用相位检测像素对phda基于光电 二极管pd1与pd2之间的相位差计算视差，以确定到对象的距离， 并且调节焦距。
84.参照图5b，相位检测像素对phdb可以包括微透镜、光学感测 装置和滤色器。例如，像素pxx可以包括两个滤色器cfa和cfb以 及分别对应于滤色器cfa和cfb的两个光电二极管pda和pdb，相 似地，像素pxy可以包括两个滤色器cfc和cfd以及分别对应于滤 色器cfc
和cfd的两个光电二极管pdc和pdd。
85.根据图5b中所示的实施例，两个滤色器cfa和cfb以及两个 光电二极管pda和pdb可以设置在一个微透镜mlx下方。例如，作 为入射到微透镜mlx的中心的光的一部分的第一光通量lfx可以通 过滤色器cfa，并且可以在光电二极管pda中形成图像，作为入射 到微透镜mlx的中心的光的另一部分的第二光通量lfy可以通过滤 色器cfb，并且可以在光电二极管pdb中形成图像。可以在像素pxy 中发生与像素pxx相似的现象。如图5b中所示，入射到一个微透镜 mlx或mly上的光在两个光电二极管pda和pdb(或者pdc和pdd) 中形成图像的情况可以被称作双光电二极管。
86.参照图5c，相位检测像素对phdc可以包括微透镜、光学感测 装置和金属屏蔽件。例如，像素pxz可以包括一个滤色器cfz、一 个金属屏蔽件msz和一个光电二极管pdz，并且相似地，像素pxw 可以包括一个滤色器cfw、一个金属屏蔽件msw和一个光电二极管 pdw。金属屏蔽件可以包括金属作为其组分，并且可以阻挡光的行进 或传播。
87.根据图5c中所示的实施例，作为入射到微透镜mlz的中心上 的光的一部分的第三光通量lfz可以通过滤色器cfz，并且可以在光 电二极管pdz的与滤色器cfz对应的部分中形成图像，作为入射到 微透镜mlz的中心上的光的另一部分的光的路径可以被金属屏蔽件 msz阻挡，并且因此，不在光电二极管pdz的与金属屏蔽件msz对 应的部分中形成图像。相似地，作为入射到微透镜mlw的中心上的 光的一部分的第四光通量lfw可以通过滤色器cfw，并且可以在光 电二极管pdw的与滤色器cfw对应的部分中形成图像，作为入射到 微透镜mlw的中心上的光的另一部分的光的路径可以被金属屏蔽件 msw阻挡，并且因此，不在光电二极管pdw的与金属屏蔽件msw 对应的部分中形成图像。在实施例中，为了便于描述，描述了一个滤 色器(例如，cfz)和一个金属屏蔽件(例如，msz))包括在一个像 素(例如，pxz)中的示例，但是基于用于阻挡光的行进的金属屏蔽 件的特性，金属屏蔽件可以设置在滤色器上或滤色器下方，微透镜(例 如，mlz)的宽度足以设置金属屏蔽件。如图5c中所示，入射到一 个微透镜mlz或mlw上的光的一部分被金属屏蔽件阻挡的情况可 以被称作金属屏蔽件光电二极管(pd)。
88.参照图5c，因为光的一部分被金属屏蔽件阻挡，所以相对于同 一对象，第一光通量(例如，图5b的lfx)和第三光通量lfz可以 相似，相位检测像素对phdb或phdc的与对象对应的视差可以相似。
89.图6a至图6c是根据实施例的图5b的双光电二极管的平面图。 图6d是根据实施例的沿图6a的线a-a’截取的截面图。
90.参照图6a，像素pxx可以包括微透镜mlx和两个子像素(例 如，第一子像素spxa和第二子像素spxb)。第一子像素spxa和 第二子像素spxb可以在列方向(例如，y轴方向(第二方向))上 平行设置。例如，第一子像素spxa可以设置在像素pxx中的左侧区 域中，第二子像素spxb可以设置在像素pxx中的右侧区域中。第 一子像素spxa和第二子像素spxb可以分别包括第一光电二极管 pda和第二光电二极管pdb。
91.根据实施例，感测信号可以由第一光电二极管pda和第二光电 二极管pdb中的每一个生成。例如，第一子像素spxa可以输出第一 图像信号，第二子像素spxb可以输出第二图像信号。可以基于第一 图像信号和第二图像信号计算基于相位差的计算的视差，并且因此， 可以调节聚焦的水平方向。
92.参照图6b，像素pxy可以包括微透镜mly和两个子像素(例 如，第三子像素spxc和第四子像素spxd)。第三子像素spxc和 第四子像素spxd可以在行方向(例如，x轴方向(第一方向))上 平行设置。例如，第三子像素spxc可以设置在像素pxy中的上区域 中，第四子像素spxd可以设置在像素pxy中的下区域中。第三子 像素spxc和第四子像素spxd可以分别包括第三光电二极管pdc和 第四光电二极管pdd。第三子像素spxc可以输出第三图像信号，第 四子像素spxd可以输出第四图像信号。可以基于第三图像信号和第 四图像信号计算基于相位差的计算的视差，并且因此，可以调节聚焦 的竖直方向。
93.参照图6c，像素pxxy可以包括微透镜mlxy和四个子像素(例 如，第五子像素spxac、第六子像素spxbc、第七子像素spxad和 第八子像素spxbd)。第五子像素spxac可以设置在像素pxxy中的 左上侧处，第六子像素spxbc可以设置在像素pxxy中的右上侧处， 第七子像素spxad可以设置在像素pxxy中的左下侧处，第八子像素 spxbd可以设置在像素pxxy中的右下方处。换言之，第五子像素 spxac和第六子像素spxbc可以在行方向(例如，x轴方向(第一 方向))上设置，第七子像素spxad和第八子像素spxbd可以在行 方向上设置，第五子像素spxac和第七子像素spxad可以在列方向 (例如，y轴方向(第二方向))上设置，第六子像素spxbc和第 八子像素spxbd可以在列方向上设置。
94.第五子像素spxac、第六子像素spxbc、第七子像素spxad和 第八子像素spxbd可以各自包括一个光电转换装置，并且例如可以 分别包括第五光电二极管pdac、第六光电二极管pdbc、第七光电二 极管pdad和第八光电二极管pdbd。将图6c与图6a和图6b进行 比较，在图6c中，四个光电二极管pdac、pdbc、pdad和pdbd可 以竖直地和水平地设置在一个微透镜mlxy下方，并且因此，可以计 算所有的竖直和水平视差。四个光电二极管pdac、pdbc、pdad和 pdbd竖直地和水平地设置在一个微透镜mlxy下方的结构可以被称 作四格单元。
95.参照图6d，像素pxx可以包括在z轴方向(例如，第三方向) 上堆叠的第一层l1和第二层l2。第一层l1可以被称作光电转换层， 并且可以包括形成在衬底sub上的滤色器cf和微透镜mlx以及形 成在衬底sub中的两个光电转换装置(例如，第一光电二极管pda 和第二光电二极管pdb)。例如，第一光电二极管pda和第二光电 二极管pdb可以嵌入衬底sub内。在实施例中，第一光电二极管pda 和第二光电二极管pdb可以完全嵌入衬底sub内(例如，完全被衬 底sub围绕)。第二层l2可以被称作布线层，多条布线ws可以形 成在第二层l2中。
96.例如，衬底sub可以包括硅晶片、绝缘体上硅(soi)衬底或 半导体外延层。衬底sub可以包括被设置为彼此相对的第一表面sf 和第二表面sb。例如，第一表面sf可以是衬底sub的前表面，第 二表面sb可以是衬底sub的后表面。光可以入射到第二表面sb上。
97.从衬底sub的第二表面sb朝向衬底sub的第一表面sf延伸的 多个像素间隔层sep1和sep2(例如，深沟槽隔离区域或p型离子 注入区域)可以形成在衬底sub上。像素间隔层sep1可以被称作 第一像素间隔层sep1，像素间隔层sep2可以被称作第二像素间隔 层sep2。多个像素间隔层sep1和sep2中的在z方向上相对长的多 个第一像素间隔层sep1可以划分形成像素pxx的像素区域apx。 即，相对于彼此，第一像素间隔层sep1在z方向上比第二像素间隔 层sep2更长。此外，像素区域apx可以被与第一像素间隔层sep1 相比相对短的第二像素间隔层sep2划分为分别形成第一子像素 spxa和第二子像素spxb的第一区域a1和第二区域a2。在实施例 中，第一区域a1和第二区域a2中的每一个可以掺杂有第一导电类 型(例如，p型)杂质。第一光电二极管pda和第二光电二极管pdb 可以分别形成在第一区域a1
和第二区域a2中。例如，掺杂有第二 导电类型(例如，n型)杂质的多个阱区域可以形成为第一光电二极 管pda和第二光电二极管pdb。
98.如所示出的，第一光电二极管pda和第二光电二极管pdb可以 相对于微透镜mlx的光学轴mlxa在第一方向(例如，x方向)或 第二方向(例如，y方向)上设置。
99.浮置扩散节点fd可以形成在第一光电二极管pda与第二光电 二极管pdb之间。在实施例中，多个晶体管可以形成在第一光电二 极管pda和第二光电二极管pdb中的每一个与衬底sub的第一表面 sf之间，可以通过布线层l2的多条布线ws将信号转移到晶体管并 且从晶体管接收信号。这将参照图11、图12a和图12b进行更详细 地描述。
100.图7a是描述根据比较示例的不均匀地布置在每个彩色像素中 的相位检测像素的示图。图7b和图7c是描述根据实施例的均匀地 布置在每个彩色像素中的相位检测像素的示图。
101.参照图7a，像素组pg可以包括四个颜色通道，例如，第一绿 色像素、第二绿色像素、红色像素和蓝色像素。根据实施例，用于计 算竖直视差的相位检测像素对可以设置在像素组pg的第一绿色像素 gr中。例如，相位检测像素p可以设置在配置第一绿色像素gr的九 个绿色子像素中的第六绿色子像素gr6和第九绿色子像素gr9将被 设置的位置中的每一个处。
102.在本文中，包括由grx表示的绿色子像素的像素可以被称作第 一绿色gr，包括由rx表示的红色子像素的像素可以被称作红色像素， 包括由bx表示的蓝色子像素的像素可以被称作蓝色像素，包括由 gbx表示的绿色子像素的像素可以被称作第二绿色像素gb，其中，x 是自然数。
103.可能由与相位检测像素p直接相邻的其它子像素引起串扰。例 如，设置在相位检测像素对的第六绿色子像素gr6的位置处的相位 检测像素p可以与其它子像素gr3、gr5和r4直接相邻，设置在相 位检测像素对的第九绿色子像素gr9的位置处的相位检测像素p可 以与其它子像素gr8、b3和r7直接相邻。因此，积累到与相位检测 像素p直接相邻的子像素中的光子或者基于由光子生成的感测信号 的不期望的信号可以被输入到相位检测像素p，并且可以用作对相位 检测功能产生不利影响的噪声。
104.四个颜色通道可以设置在像素组pg中，但是在相位检测像素仅 设置在第一绿色像素gr中的情况下，每个颜色通道中发生的串扰可 以不同。例如，参照图7a，引起串扰的三个子像素gr3、gr5和gr8 可以设置在第一绿色像素gr中，引起串扰的两个子像素r4和r7可 以设置在红色像素r中，引起串扰的一个子像素b3可以设置在蓝色 像素b中，引起串扰的子像素的不利影响可以非常小，或者可以基 本不设置在第二绿色像素gb中。在图7a中，为了便于描述，示出 了竖直相位检测像素对，但是考虑到像素组pg的对称性，可以理解， 水平相位检测像素对可能引起相同的现象。
105.参照图7b，可以针对像素组pg中的每个颜色通道均匀地设置 相位检测像素p。根据实施例，第一绿色像素gr、红色像素r、蓝色 像素b和第二绿色像素gb中的每一个可以包括一个相位检测像素p。 相同数量的相位检测像素p可以设置在每个颜色通道的特定位置处， 由相邻的像素引起的串扰的量可以是恒定的。
106.根据实施例，可以基于包括在与一个颜色通道直接相邻的另一 颜色通道中的相位检测像素p的位置设置包括在该一个颜色通道中 的相位检测像素p。例如，可以基于与右
侧直接相邻的红色像素r的 相位检测像素p的位置(左下端)将包括在第一绿色像素gr中的相 位检测像素p设置在第一绿色像素gr的右下端处。在实施例中，可 以基于与位于第一绿色像素gr正下方的部分相邻的蓝色像素b的相 位检测像素p的位置将包括在第一绿色像素gr中的相位检测像素p 设置在第一绿色像素gr的底端处。这将在下面参照图8a进行更加 详细地描述。
107.根据实施例，可以基于针对每个颜色通道设置的相位检测像素p 的竖直或水平组合配置相位检测像素对。例如，可以基于设置在第一 绿色像素gr的右下端处的相位检测像素p和设置在红色像素的左下 端处的相位检测像素p的组合配置用于调节水平聚焦的相位检测像 素对。在实施例中，包括在第一绿色像素gr中的相位检测像素p和 与第一绿色像素gr直接相邻的蓝色像素b的相位检测像素p可以配 置竖直相位检测像素对，并且因此可以调节水平聚焦。这将在下面参 照图8a进行更加详细地描述。
108.在实施例中，为了便于描述，示出配置竖直或水平相位检测像 素对的两个相位检测像素p彼此相邻，但是本发明构思不限于此。 例如，根据实施例，配置竖直或水平相位检测像素对的两个相位检测 像素p彼此间隔开，并且一个或多个子像素设置在它们之间。
109.根据实施例，特定数量的相位检测像素p可以设置在每个彩色 像素预定的特定位置处，并且因此，与相位检测像素p不均匀地设 置在彩色像素中的情况相比，每个颜色通道中发生的串扰的量可以是 恒定的。例如，引起串扰的三个子像素gr6、gr8和b3可以与设置 在第一绿色像素gr的右下端处的相位检测像素p直接相邻设置，引 起串扰的三个子像素r4、r8和gb1可以与设置在红色像素r的左 下端处的相位检测像素p直接相邻。在图7b中，示出引起串扰的两 个子像素b4和b8与设置在一个像素组pg中的蓝色像素b的左下 端处的相位检测像素p直接相邻设置，但是参照图7b以及图7c， 与蓝色像素b的下侧直接相邻并且设置在另一像素组的第一绿色像 素gr的左上端处的子像素gr1可能在蓝色像素的相位检测像素p中 引起串扰。相似地，示出引起串扰的两个子像素gb6和gb8与设置 在一个像素组pg中的第二绿色像素gb的右下端处的相位检测像素 p直接相邻设置，但是参照图7c，设置在另一像素组的红色像素r 的右上端处的子像素r3可以在第二绿色像素gb的相位检测像素p 中引起串扰。
110.参照图7c以及图7b，设置在蓝色像素的左下端处的相位检测 像素p和设置在另一像素组中包括的第二绿色像素gb的右下端处的 相位检测像素p可以成对，并且可以配置调节水平聚焦的相位检测 像素对，设置在第二绿色像素gb的右下端处的相位检测像素p和设 置在另一像素组中包括的蓝色像素的左下端处的相位检测像素p可 以成对，并且可以配置调节水平聚焦的相位检测像素对。
111.设置在每个颜色通道的特定预定位置处的相位检测像素p可以 设置在另一像素组pg中的同一位置处。例如，设置在第一绿色像素 gr的右下端处的相位检测像素p可以等同地设置在另一像素组pg 中的第一绿色像素gr的右下端处，此外，设置在红色像素r的左下 端处的相位检测像素p可以等同地设置在另一像素组pg中的红色像 素r的左下端处。
112.再次参照图7b，引起串扰的三个子像素gr6、gr8和gr1可以 设置在第一绿色像素gr中，引起串扰的三个子像素r4、r8和r3 可以设置在红色像素r中，引起串扰的三个子像素b4、b8和b3可 以设置在蓝色像素b中，引起串扰的三个子像素gb6、gb8和gb1 可以设置在第二绿色像素gb中。根据实施例，特定数量的相位检测 像素p可以设置在每个彩色像素的特
定位置处，并且因此，串扰的 量可以基本相同，并且可以有效地去除特定串扰而无需执行单独的校 正处理。因此，根据本发明构思的实施例，可以省略单独的硬件或者 通过硬件和软件的组合实施的用于校正的数字逻辑。此外，根据实施 例，因为相位检测像素p均匀地设置在每个颜色通道的特定位置处， 所以可以减少或最小化包括在颜色通道中的相位检测像素p的数量， 并且可以增大感测信号的snr。
113.图8a至图8f是示出均匀布置的相位检测像素p的各种实施例 的图。
114.在图8a至图8f中，将描述彩色像素包括以3
×
3矩阵布置的多 个子像素的九格单元。为了便于解释，在描述图8a至图8f时，省 略重复的描述。
115.参照图8a，包括在像素组中的相位检测像素p可以在每个颜色 通道中设置为一个，包括在彼此竖直相邻的颜色通道中的相位检测像 素p可以配置竖直相位检测像素对。例如，包括在第一绿色像素gr 中的相位检测像素p和与直接位于第一绿色像素gr下方的部分相邻 的蓝色像素b的相位检测像素p可以配置竖直相位检测像素对(例 如，图2的phd)。相似地，包括在红色像素r中的相位检测像素 p和包括在与红色像素r的上侧直接相邻的另一像素组的第二绿色 像素gb中的相位检测像素p可以配置竖直相位检测像素对。竖直相 位检测像素对可以提供对象的竖直视差，图像传感器(例如，图1 的100)可以基于通过计算视差获得的结果调节对象的竖直聚焦。
116.参照图8b，相位检测像素p可以设置在颜色通道的中间侧位置 而不是角部(例如，图7a、图7b和图8a)处。例如，包括在第一 绿色像素gr中的相位检测像素p和与第一绿色像素gr的右侧直接 相邻的红色像素r的相位检测像素p可以配置水平相位检测像素对 (例如，图2的phd)。相似地，包括在蓝色像素b中的相位检测 像素p和包括在与蓝色像素b的左侧直接相邻的另一像素组的第二 绿色像素gb中的相位检测像素p可以配置水平相位检测像素对，包 括在第二绿色像素gb中的相位检测像素p和包括在与第二绿色像素 gb的右侧直接相邻的另一像素组的蓝色像素b中的相位检测像素p 可以配置水平相位检测像素对。因此，可以调节对象的竖直聚焦。
117.参照图8c以及图5c，相位检测像素p可以包括金属屏蔽件(例 如，图5c的msz或msw)。如上所述，金属屏蔽件msz或msw 可以包括金属组分，并且可以阻挡光的行进或传播。金属屏蔽件msz 或msw可以阻挡入射到微透镜(例如，图5c的mlz或mlw)的 中心上的光的一部分的路径，以防止在对应的被阻挡位置处的光电二 极管(例如，图5c的pdz或pdw)中形成图像。
118.根据实施例，包括在第一绿色像素gr中的相位检测像素p和包 括在蓝色像素b中的相位检测像素p可以配置竖直相位检测像素对， 包括在红色像素r中的相位检测像素p和包括在与红色像素的底部 直接相邻的另一像素组的第二绿色像素gb中的相位检测像素p可以 配置竖直相位检测像素对，包括在第二绿色像素gb中的相位检测像 素p和包括在与第二绿色像素gb的顶部直接相邻的另一像素组的红 色像素r中的相位检测像素p可以配置竖直相位检测像素对。配置 竖直相位检测像素对的两个相位检测像素p中的设置在顶部处的相 位检测像素p可以包括位于上部处的滤色器(例如，图5c的cfz) 和位于下部处的金属屏蔽件(例如，图5c的msz)，该两个相位检 测像素p中的设置在底部处的相位检测像素p可以包括位于下部处 的滤色器(例如，图5c的cfw)和位于上部处的金属屏蔽件(例如， 图5c的msw)，从而可以检测竖直视差。
119.参照图8d，包括金属屏蔽件(例如，图5c的msz或msw) 的相位检测像素p可以与另一相位检测像素p成对，以配置水平相 位检测像素对。图8d中所示的金属屏蔽件-光电二极管类型的相位 检测像素p可以与以上参照图8b描述的相位检测像素p的布置相似， 并且可以对应于应用了以上参照图8c描述的金属屏蔽件msz或 msw的实施例。因此，为了便于解释，省略重复的描述。配置水平 相位检测像素对的两个相位检测像素p中的设置在左侧的相位检测 像素p可以包括位于左部的滤色器(例如，图5c的cfz)和位于右 部的金属屏蔽件(例如，图5c的msz)，该两个相位检测像素p中 的设置在右侧的相位检测像素p可以包括位于右部的滤色器(例如， 图5c的cfw)和位于左部的金属屏蔽件(例如，图5c的msw)， 从而可以检测水平视差。
120.参照图8e，包括在每个颜色通道中的所有相位检测像素p可以 彼此相邻。例如，第一绿色像素gr可以包括位于右下端处的相位检 测像素p，红色像素r可以包括位于左下端处的相位检测像素p，蓝 色像素b可以包括位于右上端处的相位检测像素p，第二绿色像素 gb可以包括位于左上端处的相位检测像素p。因此，包括在一个像 素组中的所有相位检测像素p可以彼此相邻。四个相邻的相位检测 像素p可以计算水平视差和竖直视差的全部，图像传感器(例如， 图1的100)可以调节对象的水平聚焦和竖直聚焦的全部。
121.参照图8f，包括在像素组中的相位检测像素p可以在每个颜色 通道中设置为一个或多个。例如，第一绿色像素gr、红色像素r、 蓝色像素b和第二绿色像素gb中的每一个可以包括两个相位检测像 素p。在图8f中所示的相位检测像素p的布置中，与图8e中所示的 相位检测像素p的布置不同，可以提供在水平方向上还设置两个相 位检测像素p的图案，但是本发明构思不限于此。
122.根据实施例，包括在一个滤色器中的相位检测像素p的位置可 以与包括在另一滤色器中的相位检测像素p对称。例如，参照图8a， 包括在第二绿色像素gb中的相位检测像素p可以相对于与像素组 pg交叉的横向线与包括在红色像素r中的相位检测像素p对称，包 括在第一绿色像素gr中的相位检测像素p可以相对于与像素组交叉 的横向线与包括在蓝色像素中的相位检测像素p对称(例如，x轴对 称性)。此外，包括在第一绿色像素gr中的相位检测像素p和包括 在第二绿色像素gb中的相位检测像素p可以设置在同一位置处。例 如，参照图8e，包括在第一绿色像素gr中的相位检测像素p可以相 对于各自与像素组交叉的横向线和纵向线与包括在红色像素r中的 相位检测像素p、包括在蓝色像素中的相位检测像素p和包括在第二 绿色像素gb中的相位检测像素p中的全部对称。此外，除了图8a 至图8f中所示的实施例之外，本发明构思可以通过使用每个颜色通 道中的串扰的量恒定的各种几何对称结构来实施。
123.图8a至图8d中所示的竖直或平相位检测像素对可以被称作1
ꢀ×
2或2
×
1阵列微透镜，图8e中所示的竖直或水平相位检测像素对 可以被称作2
×
2阵列微透镜，图8f中所示的竖直或水平相位检测像 素对可以被称作2
×
4矩阵微透镜。
124.图9a至图9f是示出均匀布置的相位检测像素p的各种实施例 的图。
125.在图9a至图9f，将描述彩色像素包括以4
×
4矩阵布置的多个 子像素的十六格单元。为了便于解释，在描述图9a至图9f时，省 略重复的描述。
126.参照图9a，包括在像素组中的相位检测像素p可以在每个颜色 通道中设置为一个，包括在彼此水平相邻的颜色通道中的相位检测像 素p可以配置水平相位检测像素对。
例如，包括在第一绿色像素gr 中的相位检测像素p和包括在红色像素r中的相位检测像素p可以 配置水平相位检测像素对，包括在蓝色像素b中的相位检测像素p 和包括在与蓝色像素b的左侧直接相邻的另一像素组的第二绿色像 素gb中的相位检测像素p可以配置水平相位检测像素对，包括在第 二绿色像素gb中的相位检测像素p和包括在与第二绿色像素gb的 右侧直接相邻的另一像素组的蓝色像素b中的相位检测像素p可以 配置水平相位检测像素对。
127.参照图9b，包括在彼此竖直相邻的颜色通道中的相位检测像素 p可以配置竖直相位检测像素对。例如，包括在第一绿色像素gr中 的相位检测像素p和与直接位于第一绿色像素gr下方的部分相邻的 蓝色像素b的相位检测像素p可以配置竖直相位检测像素对。相似 地，包括在红色像素r中的相位检测像素p和包括在与红色像素r 的顶部直接相邻的另一像素组的第二绿色像素gb中的相位检测像素 p可以配置竖直相位检测像素对，包括在第二绿色像素gb中的相位 检测像素p和包括在与第二绿色像素gb的底部直接相邻的另一像素 组的红色像素r中的相位检测像素p可以配置竖直相位检测像素对。
128.参照图9c以及图5c和图8d，相位检测像素p可以包括金属屏 蔽件(例如，图5c的msz或msw)。根据实施例，包括在第一绿 色像素gr中的相位检测像素p和包括在红色像素r中的相位检测像 素p可以配置水平相位检测像素对，包括在蓝色像素b中的相位检 测像素p和包括在与蓝色像素b的左侧直接相邻的另一像素组的第 二绿色像素gb中的相位检测像素p可以配置水平相位检测像素对， 包括在第二绿色像素gb中的相位检测像素p和包括在与第二绿色像 素gb的右侧直接相邻的另一像素组的蓝色像素b中的相位检测像素 p可以配置水平相位检测像素对。
129.参照图9d，相位检测像素p可以在每个颜色通道中设置为两个 或更多个。根据实施例，相位检测像素p可以设置在颜色通道的中 心处而不是颜色通道的角部(例如，图7a、图7b和图9a)和侧部 (例如，图8b)处。例如，包括在第一绿色像素gr中的两个或更多 个相位检测像素p可以从第一绿色像素gr的边缘(或角部)向内设 置，并且可以竖直设置，从而配置竖直相位检测像素对。
130.根据实施例，像素组的每个颜色通道可以具有与设置在一个颜 色通道中的相位检测像素对的布置图案相同的布置图案。例如，红色 像素r、蓝色像素b和第二绿色像素gb中的每一个可以包括两个或 更多个相位检测像素p，并且可以具有与设置在第一绿色像素gr中 的两个或更多个相位检测像素p的布置图案相同的布置图案。相位 检测像素p可以均匀地布置在每个颜色通道中，并且因此，由相邻 的像素引起的串扰的量可以是恒定的，并且可以在每个颜色通道中有 效地去除恒定的串扰。
131.参照图9e，每个颜色通道可以包括两个或更多个相位检测像素 p，两个不同的颜色通道的相位检测像素p可以彼此相邻设置。例如， 第一绿色像素gr可以包括连续布置并且在其右下端处在竖直方向上 彼此直接相邻的两个相位检测像素p，红色像素r可以包括连续布置 并且在其左下端处在竖直方向上彼此直接相邻的两个相位检测像素 p。包括在第一绿色像素gr和红色像素r中的四个相邻的相位检测 像素p可以配置竖直相位检测像素和水平相位检测像素。相似地， 蓝色像素b可以包括连续布置并且在其左下端处在竖直方向上彼此 直接相邻的两个相位检测像素p，第二绿色像素gb可以包括连续布 置并且在其右下端处在竖直方向上彼此直接相邻的两个相位检测像 素p。因此，四个相邻的相位检测
像素p可以配置竖直相位检测像素 和水平相位检测像素。
132.参照图9f，每个颜色通道可以包括两个或更多个相位检测像素 p，四个不同的颜色通道的所有相位检测像素p可以彼此直接相邻设 置。例如，第一绿色像素gr可以包括位于其左上端和右下端处的相 位检测像素p，红色像素r可以包括位于其左下端和右上端处的相位 检测像素p，蓝色像素b可以包括位于其右上端和左下端处的相位检 测像素p，第二绿色像素gb可以包括位于其左上端和右下端处的相 位检测像素p。因此，包括在一个像素组中的所有相位检测像素p可 以彼此直接相邻。
133.图10是示出根据实施例的每种模式下的不同数据输出的示图。
134.在图10中，将描述作为以2
×
2矩阵布置的四个子像素的集合 的四个单元作为本发明构思的示例。如上所述，本发明构思的实施例 可以应用到九格单元、十六格单元或以m
×
n矩阵布置的子像素。
135.参照图10，像素阵列110a或110b可以基于模式输出不同数据。 图像传感器(例如，图1的100)可以包括拍摄对象的模式，并例如 可以包括第一模式md1或第二模式md2。此外，图像传感器100可 以还包括基于例如成像环境、成像设定或成像场景的各种模式。根据 实施例，模式信号md可以被提供到控制逻辑(例如，图1的130)， 控制逻辑130可以在第一模式md1或第二模式md2下控制图像传 感器100感测对象。
136.根据实施例，第一模式md1可以使用高分辨率图像，或者可以 因为成像环境的亮度高从而确保足够的光量，或者可以是与使用精确 的图像处理(例如，俘获图像等)的场景对应的成像模式。第二模式 md2可以不使用高分辨率图像，或者可能因为成像环境的亮度低而 无法确保足够的光量，或者可以是与使用快速图像处理(例如，预览 图像等)的场景对应的成像模式。
137.根据实施例，像素阵列110a可以基于第一模式md1生成与包 括在彩色像素中的多个子像素中的每一个对应的感测信号或感测数 据。例如，像素阵列110a可以包括第一绿色像素gr和第二绿色像素gb、红色像素r以及蓝色像素b，每个彩色像素可以包括四个子像 素。包括在每个颜色通道中的多个子像素可以生成感测信号或感测数 据作为通过感测对象获得的结果。例如，包括在第一绿色像素gr中 的四个子像素gr1至gr4中的每一个可以生成具有对应的子像素的 数据表达深度(例如，分辨率或数据深度)的感测信号或感测数据作 为最大带宽，并且可以将所生成的感测信号或感测数据输出到读出电 路(例如，图1的150)。
138.根据实施例，像素阵列110b可以基于第二模式md2对与包括 在彩色像素中的多个子像素中的每一个对应的感测信号或感测数据 求和并输出求和结果。例如，像素阵列110b可以对分别由包括在第 一绿色像素gr中的四个子像素gr1至gr4生成的感测信号或感测数 据求和，并且可以将经求和的感测信号或经求和的感测数据输出到读 出电路(例如，图1的150)。例如，第一绿色像素gr的感测信号 或感测数据的总和值gr’可以对应于包括在第一绿色像素gr中的四 个子像素gr1至gr4的感测信号或感测数据的总和
ꢀ“
gr1’ gr2’ gr3’ gr4
’”
(gr’＝gr1’ gr2’ gr3’ gr4’)。相似地， 第二绿色像素gb的感测信号或感测数据的总和值gb’可以对应于包 括在第二绿色像素gb中的四个子像素gb1至gb4的感测信号或感 测数据的总和“gb1’ gb2’ gb3’ gb4
’”
，红色像素r的感测信号或 感测数据的总和值r’可以对应于包括在红色像素r中的四个子像素 r1至r4的感测信号或感测数据的总和“r1’
r2’ r3’ r4
’”
，蓝色 像素b的感测信号或感测数据的总和值b’可以对应于包括在蓝色像 素b中的四个子像素b1至b4的感测信号或多个感测数据的总和
ꢀ“
b1’ b2’ b3’ b4
’”
。
139.根据实施例，在像素阵列110a或110b包括相位检测像素(例 如，图4的p)的情况下，可以仅对包括在颜色通道中的多个子像素 中的除相位检测像素p之外的感测像素求和。即，相位检测像素p 未被包括在这样的总和中。经求和的感测像素的信号或数据可以包括 比多个子像素中的每一个的信号或数据更多的信息(例如，分辨率、 对比度、灵敏度等)。即，根据第二模式md2，即使在无法充分确 保光量的情况下，与单独的子像素中的每一个的感测结果相比，亮度 也可以提高，并且噪声也可以减少，并且因此，可以提高俘获的图像 的质量。
140.图11是根据实施例的像素px的等效电路图。
141.参照图11，像素px可以包括光电转换装置和多个晶体管。多 个晶体管可以包括例如转移晶体管tx、重置晶体管rx、驱动晶体 管dx和选择晶体管sx。
142.光电转换装置可以包括例如光电二极管pd。光电转换装置可以 包括光电晶体管、光电门、钉扎光电二极管(ppd)中的至少一个和 它们的组合。光电二极管pd可以包括pn结二极管，并且可以生成 与入射光的量成比例的电荷(例如，作为负电荷的电子和作为正电荷 的空穴)，并且可以基于入射光的强度生成光电荷。转移晶体管tx 可以基于从行解码器(例如，图1的120)提供的转移控制信号tg 将光电荷转移到浮置扩散节点fd。
143.浮置扩散节点fd(或浮置扩散区域)可以通过使用用于存储光 电荷的电容器ch来模拟光电荷。驱动晶体管dx可以根据基于积累 到浮置扩散节点fd中的光电荷的电势来放大光电荷，并且可以将经 放大的光电荷转移到选择晶体管sx。
144.驱动晶体管dx可以作为源极跟随器进行操作。驱动晶体管dx 可以通过其栅极端子接收基于浮置扩散节点fd的电荷量(例如，浮 置扩散节点fd的电势)的信号，并且可以缓冲和输出所接收到的信 号。选择晶体管sx可以响应于施加到其栅极端子的选择信号sel 而导通。选择晶体管sx的漏电极可以连接到驱动晶体管dx的源电 极，当选择晶体管sx响应于从行解码器120输出的选择信号sel 而导通时，具有与浮置扩散节点fd的电压电平对应的电平的像素信 号vout可以输出到与像素px连接的列线cl。
145.重置晶体管rx可以根据从行解码器120提供的重置信号rs来 基于源电压vdd重置浮置扩散节点fd。重置晶体管rx可以周期性 地重置积累在浮置扩散节点fd中的电荷。重置晶体管rx的源电极 可以连接到浮置扩散节点fd，重置晶体管rx的漏电极可以连接到 源电压vdd。当重置晶体管rx响应于施加到其栅极端子的重置信 号rs而导通时，连接到重置晶体管rx的漏电极的源电压vdd可 以转移到浮置扩散节点fd。当重置晶体管rx导通时，可以释放积 累到浮置扩散节点fd中的电荷，并且因此，可以重置浮置扩散节点 fd。
146.图12a和图12b是根据实施例的对感测信号执行加法操作的像 素px的电路图。为了便于解释，在描述图12a和图12b时，省略 重复的描述。图12a示出了对两个子像素(例如，图6a的spxa和 spxb)求和的像素pxa的示例，图12b示出了对四个子像素(例如， spxac、spxbc、spxad和spxbd)求和的像素pxb的示例。
147.参照图12a，像素pxa可以包括第一光电二极管pd1a、第二光 电二极管pd2a、第一转移晶体管tx1a、第二转移晶体管tx2a、重 置晶体管rxa、驱动晶体管dxa和选择晶体管sxa。选择信号sela 可以控制选择晶体管sxa。
作为输出电压voutb。与浮置扩散节点fdb的电压变化对应的输出 电压voutb可以转移到外部读出电路(例如，图1的150)。
157.图13是包括应用了根据实施例的图像传感器的多相机模块的电 子装置1000的框图。图14是根据实施例的图13的多相机模块的详 细框图。
158.参照图13，电子装置1000可以包括相机模块组1100、应用处 理器1200、电力管理集成电路(pmic)1300和外部存储器1400。
159.相机模块组1100可以包括多个相机模块1100a至1100c，尽管 示出了提供了三个相机模块1100a至1100c的实施例，但是本发明构 思不限于此。例如，在一些实施例中，相机模块组1100可以仅包括 两个相机模块，或者相机模块组1100可以包括n个相机模块，其中， n是等于4或更大的自然数。
160.在下文中，将参照图14更详细地描述相机模块1100b的详细配 置。根据实施例，下面的描述可以等同地施加到其它相机模块1100a 和1100c。
161.参照图14，相机模块1100b可以包括棱镜1105、光路折叠元件 (opfe)1110、致动器1130、图像感测装置1140和存储部1150。
162.棱镜1105可以包括光反射材料的反射表面1107，并且可以改变 从图像传感器的外部入射的光l的路径。
163.在一些实施例中，棱镜1105可以将在第一方向x上入射的光l 的路径改变为与第一方向x垂直的第二方向y。此外，棱镜1105可 以相对于中心轴1106在a方向上旋转光反射材料的反射表面1107， 或者可以在b方向上旋转中心轴1106以将在第一方向x上入射的光 l的路径改变为第二方向y。opfe 1110可以在与第一方向x和第二 方向y垂直的第三方向z上移动。
164.在一些实施例中，如所示出的，棱镜1105在a方向上的最大旋 转角度可以在正( )a方向上小于或等于大约15度，并且可以在负 (-)a方向上大于大约15度，但是本发明构思不限于此。
165.在一些实施例中，棱镜1105可以在正( )b方向或负(-)b 方向上在大约20度的范围、或者大约10度至大约20度的范围、或 者大约15度至大约20度的范围内移动并且在棱镜1105的移动角度 内移动，棱镜1105可以在正( )b方向或负(-)b方向上以相同 的角度移动，或者可以在大约1度的范围内以基本相似的角度移动。
166.在一些实施例中，棱镜1105可以在平行于中心轴1106的延伸 方向的第三方向(例如，z方向)上移动光反射材料的反射表面1107。
167.例如，opfe 1110可以包括m(其中，m为自然数)个组，每 个组包括多个光学透镜。此外，m个透镜可以在第二方向y上移动， 以改变相机模块1100b的光学变焦比。例如，在相机模块1100b的基 本光学变焦比为z的情况下，当包括在opfe 1110中的m个光学透 镜移动时，相机模块1100b的光学变焦比可以改变为3z或5z或更 大的光学变焦比。
168.致动器1130可以将opfe 1110或光学透镜移动到特定位置。例 如，致动器1130可以调节光学透镜的位置，使得图像传感器1142 放置在光学透镜的焦距处以用于精确感测。
169.图像感测装置1140可以包括图像传感器1142、控制逻辑1144 和存储器1146。图像传感器1142可以通过使用通过光学透镜提供的 光l感测感测目标的图像。
170.控制逻辑1144可以控制相机模块1100b的整体操作。例如，控 制逻辑1144可以基
于通过控制信号线cslb提供的控制信号控制相 机模块1100b的操作。
171.存储器1146可以存储用于相机模块1100b的操作的信息(诸如 以校准数据1147为例)。校准数据1147可以包括用于通过使用相机 模块1100b从由图像传感器的外部提供的光l生成图像数据的信息。 校准数据1147可以包括例如关于旋转角度的信息、关于焦距的信息 和关于光学轴的信息。在相机模块1100b以焦距基于光学透镜的位置 改变的多状态相机形式实施的情况下，校准数据1147可以包括光学 透镜的基于位置(或基于状态)的焦距和与自动聚焦关联的信息。
172.存储部1150可以存储通过图像传感器1142感测的图像数据。 存储部1150可以设置在图像感测装置1140外部，并且可以以将配置 图像感测装置1140的传感器芯片和存储部1150堆叠的堆叠形式实施。 在一些实施例中，存储部1150可以通过电可擦除可编程只读存储器 (eeprom)来实施，但是本发明构思不限于此。
173.仍然参照图13和图14，在一些实施例中，多个相机模块1100a 至1100c中的每一个可以包括致动器1130。因此，多个相机模块1100a 至1100c中的每一个可以基于其中包括的致动器1130的操作包括相 同或不同的校准数据1147。
174.在一些实施例中，多个相机模块1100a至1100c中的一个相机 模块(例如，1100b)可以包括具有上述棱镜1105和opfe 1110的 折叠的透镜相机模块，其它相机模块(例如，1100a和1100c)可以 包括不包括棱镜1105和opfe 1110的竖直相机模块。然而，本发明 构思不限于此。
175.在一些实施例中，多个相机模块1100a至1100c的一个相机模 块(例如，1100c)可以包括通过使用例如红外线(ir)提取深度信 息的竖直深度相机。在此情况下，应用处理器1200可以将从深度相 机提供的图像数据与从另一相机模块(例如，1100a或1100b)提供 的图像数据合并，以生成三维(3d)深度图像。
176.在一些实施例中，多个相机模块1100a至1100c中的至少两个 相机模块(例如，1100a和1100b)可以具有不同的视场。在此情况 下，例如，多个相机模块1100a至1100c中的至少两个相机模块(例 如，1100a和1100b)的光学透镜可以不同。然而，本发明构思不限 于此。
177.此外，在一些实施例中，多个相机模块1100a至1100c的视场 可以不同。在此情况下，分别包括在多个相机模块1100a至1100c 中的光学透镜可以不同。然而，本发明构思不限于此。
178.在一些实施例中，多个相机模块1100a至1100c可以被设置为 彼此物理间隔开。即，在一些实施例中，多个相机模块1100a至1100c 不共享一个图像传感器1142的感测区域，而是独立的图像传感器 1142可以设置在多个相机模块1100a至1100c中的每一个中。
179.再次参照图13，应用处理器1200可以包括图像处理装置1210、 存储器控制器1220和内部存储器1230。应用处理器1200可以实施 为与多个相机模块1100a至1100c间隔开。例如，应用处理器1200 和多个相机模块1100a至1100c可以实施为单独的半导体相片。
180.图像处理装置1210可以包括多个子图像处理器1212a至1212c、 图像生成器1214和相机模块控制器1216。
181.图像处理装置1210可以包括与相机模块1100a至1100c的数量 对应的多个子图像处理器1212a至1212c。
182.由相机模块1100a至1100c中的每一个生成的图像数据可以通 过彼此间隔开的多条图像信号线isla、islb和islc被提供到子图像 处理器1212a至1212c中的对应的子图像处理器。例如，由相机模块 1100a生成的图像数据可以通过图像信号线isla被提供到子图像处 理器1212a，由相机模块1100b生成的图像数据可以通过图像信号线 islb被提供到子图像处理器1212b，由相机模块1100c生成的图像数 据可以通过图像信号线islc被提供到子图像处理器1212c。可以通 过使用基于例如移动工业处理器接口(mipi)的相机串行接口(csi) 来执行图像数据的转移，但是本发明构思不限于此。
183.在一些实施例中，一个子图像处理器可以被设置为与多个相机 模块对应。例如，如所示出的，子图像处理器1212a和子图像处理器 1212c可以不分开实施，而是可以集成和实施为一个子图像处理器， 可以通过选择装置(例如，复用器)来选择从相机模块1100a和相机 模块1100c提供的图像数据，并且可以将选择的图像数据提供到集成 的子图像处理器。
184.提供到子图像处理器1212a至1212c中的每一个的图像数据可 以被提供到图像生成器1214。图像生成器1214可以基于图像生成信 息或模式信号md通过使用从子图像处理器1212a至1212c提供的图 像数据生成输出图像。
185.例如，图像生成器1214可以基于图像生成信息或模式信号md 合并由具有不同视场的相机模块1100a至1100c生成的多个图像数据 中的至少一些，以生成输出图像。此外，图像生成器1214可以基于 图像生成信息或模式信号md从由具有不同视场的相机模块1100a 至1100c生成的多个图像数据中选择一个图像数据，以生成输出图像。
186.再次参照图4，根据实施例，图像生成器1214可以对通过转换 分别从多个子像素输出的感测信号生成的多个图像数据求和(数字求 和)。例如，图4中示出了作为九个子像素的集的九格单元，图像生 成器1214可以接收作为通过对包括在每个颜色通道中的多个子像素 独立地执行模数转换而获得的结果的图像数据，并且可以随后对与多 个子像素之中的一些(例如，八个)感测像素对应的多个图像数据求 和。
187.在一些实施例中，图像生成信息可以包括变焦信号或变焦因子。 此外，在一些实施例中，例如，模式信号md可以为基于由用户选 择的模式的信号。
188.当图像生成信息为变焦信号(变焦因子)并且相机模块1100a 至1100c具有不同的视场时，图像生成器1214可以基于变焦信号的 种类执行不同的操作。例如，当变焦信号为第一信号时，从相机模块 1100a输出的图像数据可以与从相机模块1100b输出的图像数据合并， 并且随后可以通过使用合并图像信号和未用于合并且从相机模块 1100b输出的图像数据来生成输出图像。例如，在实施例中，当变焦 信号为与第一信号不同的第二信号时，图像生成器1214不执行图像 数据的合并，并且可以从分别从相机模块1100a至1100c输出的多个 图像数据中选择一个图像数据，以生成输出图像。然而，本发明构思 不限于此，并且根据该情况，可以修改图像数据处理方法。
189.在一些实施例中，图像生成器1214可以从多个子图像处理器 1212a至1212c中的至少一个接收具有不同曝光时间的多个图像数据， 并且可以对多个图像数据执行高动态范围(hdr)处理，以生成动 态范围增大的合并图像数据。
190.相机模块控制器1216可以将控制信号提供到相机模块1100a至1100c中的每一个。由相机模块控制器1216生成的控制信号可以通 过彼此间隔开的控制信号线csla、cslb和
cslc被提供到相机模块 1100a至1100c中的对应的相机模块。
191.多个相机模块1100a至1100c中的一个可以基于模式信号md 或包括变焦信号的图像生成信息被指定为主相机(例如，1100b)， 其它相机模块(例如，1100a和1100c)可以被指定为从相机。这样 的信息可以包括在控制信号中，并且可以通过控制信号线csla、 cslb和cslc被提供到相机模块1100a至1100c中的对应的相机模 块。
192.作为主相机或从相机进行操作的相机模块可以基于变焦因子或 操作模式信号而改变。例如，当相机模块1100a的视场宽于相机模块 1100b的视场并且变焦因子表示低变焦比时，相机模块1100b可以作 为从相机进行操作，相机模块1100a可以作为主相机进行操作。可替 代地，当变焦因子表示高变焦比时，相机模块1100a可以作为主相机 进行操作，相机模块1100b可以作为从相机进行操作。
193.在一些实施例中，从相机模块控制器1216提供到相机模块1100a 至1100c中的每一个的控制信号可以包括同步使能信号。例如，当相 机模块1100b是主相机并且相机模块1100a和1100c中的每一个是从 相机时，相机模块控制器1216可以将同步使能信号转移到相机模块 1100b。被提供同步使能信号的相机模块1100b可以基于同步使能信 号生成同步信号，并且可以通过同步信号线ssl将生成的同步信号 提供到相机模块1100a和1100c。相机模块1100b以及相机模块1100a 和1100c可以与同步信号同步，并且可以将图像数据转移到应用处理 器1200。
194.在一些实施例中，从相机模块控制器1216提供到相机模块1100a 至1100c的控制信号可以包括基于模式信号md的模式信息。基于模 式信息，多个相机模块1100a至1100c可以在与感测速度关联的第一 操作模式和第二操作模式下进行操作。
195.在第一操作模式下，多个相机模块1100a至1100c可以以第一 速度生成图像信号(例如，生成具有第一帧率的图像信号)，以高于 第一速度的第二速度对图像信号进行编码(例如，对具有高于第一帧 率的第二帧率的图像信号进行编码)，并且将经编码的图像信号转移 到应用处理器1200。在此情况下，第二速度可以为第一速度的大约 30或更小倍。
196.应用处理器1200可以将接收到的图像信号(例如，经编码的图 像信号)存储在应用处理器1200中包括的内部存储器1230中或设置 在应用处理器1200的外部的外部存储器1400中，并且随后可以从内 部存储器1230或外部存储器1400读取经编码的图像信号并且对经编 码的图像信号进行解码，并且可以显示基于经解码的图像信号生成的 图像数据。例如，图像处理装置1210的多个子图像处理器1212a至 1212c中的对应的子图像处理器可以执行解码，并且可以对经解码的 图像信号执行图像处理。
197.在第二操作模式下，多个相机模块1100a至1100c可以以低于 第一速度的第三速度生成图像信号(例如，生成具有低于第一帧率的 第三帧率的图像信号)，并且可以将所生成的图像信号转移到应用处 理器1200。被提供到应用处理器1200的图像信号可以是未被执行解 码的信号。应用处理器1200可以对由此接收的图像信号执行图像处 理，或者可以将图像信号存储在内部存储器1230或外部存储器1400 中。
198.pmic 1300可以将电力(例如，源电压)供应到多个相机模块 1100a至1100c中的每一个。例如，在应用处理器1200的控制下， pmic 1300可以通过电力信号线psla将第一电力供应到相机模块 1100a，通过电力信号线pslb将第二电力供应到相机模块1100b，并 且通过电力信号线pslc将第三电力供应到相机模块1100c。
199.响应于从应用处理器1200接收到的电力控制信号pcon，pmic 1300可以生成与多个相机模块1100a至1100c中的每一个对应的电 力，并且可以调节电力的程度。电力控制信号pcon可以包括基于 多个相机模块1100a至1100c中的每一个的操作模式的电力调节信号。 例如，操作模式可以包括低电力模式，并且在此情况下，电力控制信 号pcon可以包括关于预定电力程度和在低电力模式下进行操作的 相机模块的信息。分别供应到多个相机模块1100a至1100c的电力的 程度可以相同或者可以不同。此外，电力的程度可以动态地改变。
200.图15是示出根据实施例的电子装置30的框图。
201.参照图15，电子装置30可以包括处理器31、存储器32、存储 装置33、图像传感器34、输入/输出(i/o)装置35和电源36，这些 元件可以通过总线彼此通信。可以应用图10的图像传感器100作为 图15的图像传感器34，并且为了便于解释，省略重复的描述。
202.处理器31可以执行用于电子装置30的操作的计算或任务。存 储器32和存储装置33可以存储用于电子装置30的操作的数据。例 如，处理器31可以包括微处理器、cpu或应用处理器，存储器32 可以包括易失性存储器或非易失性存储器，存储装置33可以包括固 态驱动器(ssd)、硬盘驱动器(hhd)或cd-rom。
203.i/o装置35可以包括：输入装置，诸如以小键盘、键盘或鼠标 为例；以及输出装置，诸如以打印机或显示器为例。电源36可以供 应用于电子装置30的操作的操作电压。
204.图16是示出根据实施例的电子装置1a的框图。
205.参照图16，根据实施例的电子装置1a可以包括图像传感器10a、 图像信号处理器(isp)20a、应用处理器(ap)30a、显示装置50a、 工作存储器40a、存储装置60a、用户接口70a和无线收发器80a。 图1的图像传感器100可以作为图16的图像传感器10a进行操作， 并且为了便于解释，省略重复的描述。
206.图像传感器10a可以基于由此接收的光信号生成图像数据(例 如，原始图像数据)，并且可以将二进制数据提供到图像信号处理器 20a。例如，读出电路(例如，图1的150)可以将通过多条列线cl 从像素阵列(例如，图1的110)接收到的感测信号转换为二进制数 据。图像信号处理器20a可以执行用于转换作为图像的数字数据的图 像数据idat的数据格式的图像处理，例如可以将拜耳图案的图像数 据idat转换为yuv或rgb格式，并且例如可以去除噪声、调节亮 度和调节锐度，以提高图像质量。在实施例中，图像信号处理器20a 可以执行例如白平衡、去噪、去马赛克、镜头阴影、伽马校正、边缘 检测、边缘增强、降噪处理、增益调节、波形标准化处理、插值处理、 边缘强调处理和像素组合(binning)以去除图像数据idat的失真， 并且可以执行用于提高算法性能的预处理操作。随着图像信号处理器 20a执行预处理，可以提高图像数据idat的后处理速度。图像传感 器10a和图像信号处理器20a可被称为相机模块15a。
207.在实施例中，图像信号处理器20a可以设置在图像传感器10a 外部以提高空间效率，或者可以包括在图像传感器10a中以提高处理 速度。在实施例中，为了便于描述，描述了图像信号处理器20a和应 用处理器30a被分开提供，但是本发明构思不限于此。例如，根据实 施例，图像信号处理器20a不被配置有单独的硬件或者硬件和软件的 组合，并且可以被设置为应用处理器30a的下方元件。
208.应用处理器30a可以控制电子装置1a的整体操作，并且可以被 设置为驱动应用程
序和操作系统(os)的片上系统(soc)。应用处 理器30a可以控制图像信号处理器20a的操作并且可以向显示装置 50a提供由图像信号处理器20a生成的经转换的图像数据，或者可以 将经转换的图像数据存储在存储装置60a中。
209.工作存储器40a可以存储由应用处理器30a执行的程序和/或通 过由应用处理器30a处理而获得的数据。存储装置60a可以实施为非 易失性存储器装置，诸如以nand闪速存储器或电阻式存储器为例。 存储装置60a可以被设置为例如存储器卡，诸如以多媒体卡(mmc)、 嵌入式多媒体卡(emmc)、安全数字(sd)卡或微型sd卡为例。
210.存储装置60a可以存储与控制图像信号处理器20a的图像处理 操作的执行算法对应的数据和/或程序，当执行图像处理操作时，可 以将数据和/或程序下载到工作存储器40a中。例如，工作存储器40a 或存储装置60a可以是非易失性存储器，并且可以包括例如只读存储 器(rom)、闪速存储器、相变随机存取存储器(ram)(pram)、 磁性ram(mram)、电阻式ram(rram)或铁电ram(fram)， 或者工作存储器40a或存储装置60a可以是易失性存储器，并且可以 包括例如静态ram(sram)或动态ram(dram)。然而，本发 明构思不限于此。
211.用户接口70a可以通过接收用户输入的各种装置(诸如以键盘、 键面板、触摸面板、指纹传感器或麦克风为例)来实施。用户接口 70a可以接收用户输入，并且可以向应用处理器30a提供与接收到的 用户输入对应的信号。无线收发器80a可以包括调制解调器81a、收 发器82a和天线83a。
212.随着对高质量图像的需求增加，图像传感器的像素可能会高度 集成。当每个图像传感器的像素尺寸减小并且像素阵列的图案不均匀 时，像素之间的串扰可能增加。参考比较示例，由于这种串扰，目标 像素可能受到相邻像素中出现的信号的不利影响，因此，由目标像素 生成的信号的光谱特性可能会改变，从而导致颜色再现性降低。由于 串扰的发生，图像的质量可能劣化。如上所述，本发明构思的实施例 去除或减少了串扰的这种不利影响。
213.正如本发明构思领域中的传统那样，在附图中在功能块、单元 和/或模块方面描述和示出了实施例。本领域技术人员将理解，这些 块、单元和/或模块通过可以使用基于半导体的制造技术或其它制造 技术形成的电子(或光学)电路(诸如，逻辑电路、分立部件、微处 理器、硬布线电路、存储器元件、布线连接等)被物理实现。在块、 单元和/或模块由微处理器或类似物实施的情况下，它们可以使用软 件(例如，微代码)被编程以执行本文中讨论的各种功能并且可以可 选地由固件和/或软件驱动。可替换地，每个块、单元和/或模块可由 专用硬件实施，或作为专用硬件的组合来执行一些功能和处理器(例 如，一个或多个编程的微处理器和关联的电路)来执行其他功能。
214.尽管已经参照本发明构思的实施例具体示出和描述了本发明构 思，但是将理解，在不脱离如所附权利要求限定的本发明构思的精神 和范围的情况下，可以在本文中做出形式和细节上的各种改变。