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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022161886
(43)【公開日】2022-10-21
(54)【発明の名称】オートフォーカスピクセルを含むイメージセンサ
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20221014BHJP
H04N 5/369 20110101ALI20221014BHJP
H04N 9/07 20060101ALI20221014BHJP
G03B 11/00 20210101ALI20221014BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 A
H01L27/146 D
H04N5/369
H04N9/07 D
G03B11/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022064341
(22)【出願日】2022-04-08
(31)【優先権主張番号】10-2021-0046100
(32)【優先日】2021-04-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】趙 鼎 鎭
(72)【発明者】
【氏名】鄭 有 珍
(72)【発明者】
【氏名】鄭 泰 燮
【テーマコード（参考）】
2H083
4M118
5C024
5C065
【Ｆターム（参考）】
2H083AA02
2H083AA26
2H083AA32
4M118AB01
4M118AB03
4M118BA14
4M118CA20
4M118CA24
4M118CA25
4M118CA27
4M118DD04
4M118DD12
4M118FA07
4M118FA33
4M118GC08
4M118GC09
4M118GC14
4M118GD04
4M118GD06
4M118GD07
5C024CY17
5C024EX11
5C024EX43
5C024EX52
5C024GX02
5C024GX03
5C065BB48
5C065CC01
5C065DD01
5C065EE10
(57)【要約】
【課題】一般ピクセル及びＡＦピクセルの性能を同時に最適化するイメージセンサを提供する。
【解決手段】本発明のイメージセンサは、第１方向及び第２方向に配置される複数のピクセルを有するピクセルアレイを備え、ピクセルアレイは、第１方向に隣接して配置される第１一般ピクセル及び第１ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）ピクセルと、第１方向に隣接して配置される第２ＡＦピクセル及び第２一般ピクセルと、を含み、第１ＡＦピクセル及び第２ＡＦピクセルのそれぞれは、複数のフォトダイオードを含み、第１一般ピクセル及び第２一般ピクセルは、方形の形状を有し、第１ＡＦピクセルの第１方向の第１長さは、第１一般ピクセルの第１方向の第１長さよりも長く、第２ＡＦピクセルの第１方向の第１長さは、第２一般ピクセルの第１方向の第１長さよりも長い。
【選択図】図３
【解決手段】本発明のイメージセンサは、第１方向及び第２方向に配置される複数のピクセルを有するピクセルアレイを備え、ピクセルアレイは、第１方向に隣接して配置される第１一般ピクセル及び第１ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）ピクセルと、第１方向に隣接して配置される第２ＡＦピクセル及び第２一般ピクセルと、を含み、第１ＡＦピクセル及び第２ＡＦピクセルのそれぞれは、複数のフォトダイオードを含み、第１一般ピクセル及び第２一般ピクセルは、方形の形状を有し、第１ＡＦピクセルの第１方向の第１長さは、第１一般ピクセルの第１方向の第１長さよりも長く、第２ＡＦピクセルの第１方向の第１長さは、第２一般ピクセルの第１方向の第１長さよりも長い。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向及び第２方向に配置される複数のピクセルを有するピクセルアレイを備えるイメージセンサであって、
前記ピクセルアレイは、
前記第１方向に隣接して配置される第１一般ピクセル及び第１ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）ピクセルと、
前記第１方向に隣接して配置される第２ＡＦピクセル及び第２一般ピクセルと、を含み、
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルのそれぞれは、複数のフォトダイオードを含み、
前記第１一般ピクセル及び前記第２一般ピクセルは、方形の形状を有し、
前記第１ＡＦピクセルの前記第１方向の第１長さは、前記第１一般ピクセルの前記第１方向の第１長さよりも長く、
前記第２ＡＦピクセルの前記第１方向の第１長さは、前記第２一般ピクセルの前記第１方向の第１長さよりも長いことを特徴とするイメージセンサ。
前記ピクセルアレイは、
前記第１方向に隣接して配置される第１一般ピクセル及び第１ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）ピクセルと、
前記第１方向に隣接して配置される第２ＡＦピクセル及び第２一般ピクセルと、を含み、
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルのそれぞれは、複数のフォトダイオードを含み、
前記第１一般ピクセル及び前記第２一般ピクセルは、方形の形状を有し、
前記第１ＡＦピクセルの前記第１方向の第１長さは、前記第１一般ピクセルの前記第１方向の第１長さよりも長く、
前記第２ＡＦピクセルの前記第１方向の第１長さは、前記第２一般ピクセルの前記第１方向の第１長さよりも長いことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項2】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルは、八角形の形状を有し、
前記第１ＡＦピクセルの前記第２方向の第２長さは、前記第１一般ピクセルの前記第２方向の第２長さよりも長く、
前記第２ＡＦピクセルの前記第２方向の第２長さは、前記第２一般ピクセルの前記第２方向の第２長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
前記第１ＡＦピクセルの前記第２方向の第２長さは、前記第１一般ピクセルの前記第２方向の第２長さよりも長く、
前記第２ＡＦピクセルの前記第２方向の第２長さは、前記第２一般ピクセルの前記第２方向の第２長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項3】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルは、方形の形状を有し、
前記第１ＡＦピクセルの前記第２方向の第２長さは、前記第１一般ピクセルの前記第２方向の第２長さと同一であり、
前記第２ＡＦピクセルの前記第２方向の第２長さは、前記第２一般ピクセルの前記第２方向の第２長さと同一であることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
前記第１ＡＦピクセルの前記第２方向の第２長さは、前記第１一般ピクセルの前記第２方向の第２長さと同一であり、
前記第２ＡＦピクセルの前記第２方向の第２長さは、前記第２一般ピクセルの前記第２方向の第２長さと同一であることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項4】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルは、グリーンカラーフィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項5】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルは、イエロカラーフィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項6】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルのそれぞれは、前記第１方向に互いに隣接して配置される第１フォトダイオード及び第２フォトダイオードを含み、前記第１フォトダイオード及び前記第２フォトダイオード上に配置される１つのマイクロレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項7】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルのそれぞれは、前記第１方向及び前記第２方向に互いに隣接して配置される第１～第４フォトダイオードを含み、前記第１～第４フォトダイオード上に配置される１つのマイクロレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項8】
ピクセルアレイを備えるイメージセンサであって、
前記ピクセルアレイは、
同じカラーフィルタを含む少なくとも１つの一般ピクセルをそれぞれ含む第１一般ピクセルグループ及び第２一般ピクセルグループと、
同じカラーフィルタを含む複数のＡＦピクセルをそれぞれ含む第１ＡＦピクセルグループ及び第２ＡＦピクセルグループと、を含み、
前記第１一般ピクセルグループ及び前記第１ＡＦピクセルは、第１方向に互いに隣接して配置され、
前記第２ＡＦピクセル及び前記第２一般ピクセルは、前記第１方向に互いに隣接して配置され、
前記複数のＡＦピクセルのそれぞれは、複数のフォトダイオードを含み、
前記第１ＡＦピクセルグループの前記第１方向の第１長さは、前記第１一般ピクセルグループの前記第１方向の第１長さよりも長く、
前記第２ＡＦピクセルグループの前記第１方向の第１長さは、前記第２一般ピクセルグループの前記第１方向の第１長さよりも長いことを特徴とするイメージセンサ。
前記ピクセルアレイは、
同じカラーフィルタを含む少なくとも１つの一般ピクセルをそれぞれ含む第１一般ピクセルグループ及び第２一般ピクセルグループと、
同じカラーフィルタを含む複数のＡＦピクセルをそれぞれ含む第１ＡＦピクセルグループ及び第２ＡＦピクセルグループと、を含み、
前記第１一般ピクセルグループ及び前記第１ＡＦピクセルは、第１方向に互いに隣接して配置され、
前記第２ＡＦピクセル及び前記第２一般ピクセルは、前記第１方向に互いに隣接して配置され、
前記複数のＡＦピクセルのそれぞれは、複数のフォトダイオードを含み、
前記第１ＡＦピクセルグループの前記第１方向の第１長さは、前記第１一般ピクセルグループの前記第１方向の第１長さよりも長く、
前記第２ＡＦピクセルグループの前記第１方向の第１長さは、前記第２一般ピクセルグループの前記第１方向の第１長さよりも長いことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項9】
前記第１ＡＦピクセルグループ及び前記第２ＡＦピクセルグループは、八角形の形状を有し、
前記第１ＡＦピクセルグループの第２方向の第２長さは、前記第１一般ピクセルグループの前記第２方向の第２長さよりも長く、
前記第２ＡＦピクセルグループの前記第２方向の第２長さは、前記第２一般ピクセルグループの前記第２方向の第２長さよりも長いことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
前記第１ＡＦピクセルグループの第２方向の第２長さは、前記第１一般ピクセルグループの前記第２方向の第２長さよりも長く、
前記第２ＡＦピクセルグループの前記第２方向の第２長さは、前記第２一般ピクセルグループの前記第２方向の第２長さよりも長いことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項10】
前記第１ＡＦピクセルグループ及び前記第２ＡＦピクセルグループは、方形の形状を有することを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項11】
前記第１ＡＦピクセルグループの第２方向の第２長さは、前記第１一般ピクセルグループの前記第２方向の第２長さと同一であり、
前記第２ＡＦピクセルグループの前記第２方向の第２長さは、前記第２一般ピクセルグループの前記第２方向の第２長さと同一であることを特徴とする請求項１０に記載のイメージセンサ。
前記第２ＡＦピクセルグループの前記第２方向の第２長さは、前記第２一般ピクセルグループの前記第２方向の第２長さと同一であることを特徴とする請求項１０に記載のイメージセンサ。
【請求項12】
前記第１ＡＦピクセルグループ及び前記第２ＡＦピクセルグループは、グリーンカラーフィルタ及びホワイトカラーフィルタのうちの少なくとも１つのカラーフィルタを含むことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項13】
前記第１ＡＦピクセルグループ及び前記第２ＡＦピクセルグループのそれぞれは、第１フォトダイオード、第２フォトダイオード、並びに前記第１フォトダイオード及び前記第２フォトダイオード上に配置される１つのマイクロレンズをそれぞれ含む複数のＡＦピクセルを含むことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項14】
前記第１ＡＦピクセルグループ及び前記第２ＡＦピクセルグループのそれぞれは、第１～第４フォトダイオード、及び前記第１～第４フォトダイオード上に配置された１つのマイクロレンズをそれぞれ含む複数のＡＦピクセルを含むことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項15】
前記第１一般ピクセルグループ及び前記第２一般ピクセルグループのそれぞれは、１つのフォトダイオード、及び前記１つのフォトダイオード上に配置される１つのマイクロレンズをそれぞれ含む複数の一般ピクセルを含むことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項16】
前記第１一般ピクセルグループ及び前記第２一般ピクセルグループのそれぞれは、１つのフォトダイオード、及び前記１つのフォトダイオード上に配置される１つのマイクロレンズを含む１つの一般ピクセルを含むことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項17】
第１方向及び第２方向に配置される複数のピクセルを有するピクセルアレイを備えるイメージセンサであって、
前記ピクセルアレイは、
１つのフォトダイオード及び１つのマイクロレンズをそれぞれ含む第１一般ピクセル及び第２一般ピクセルと、
複数のフォトダイオード及び１つのマイクロレンズをそれぞれ含む第１ＡＦピクセル及び第２ＡＦピクセルと、を含み、
前記第１一般ピクセル及び前記第１ＡＦピクセルは、前記第１方向に隣接して配置され、
前記第２ＡＦピクセル及び前記第２一般ピクセルは、前記第１方向に隣接して配置され、
前記第１一般ピクセル及び前記第２ＡＦピクセルは、前記第２方向に隣接して配置され、
前記第１ＡＦピクセルの面積は、前記第１一般ピクセルの面積よりも広く、
前記第２ＡＦピクセルの面積は、前記第２一般ピクセルの面積よりも広いことを特徴とするイメージセンサ。
前記ピクセルアレイは、
１つのフォトダイオード及び１つのマイクロレンズをそれぞれ含む第１一般ピクセル及び第２一般ピクセルと、
複数のフォトダイオード及び１つのマイクロレンズをそれぞれ含む第１ＡＦピクセル及び第２ＡＦピクセルと、を含み、
前記第１一般ピクセル及び前記第１ＡＦピクセルは、前記第１方向に隣接して配置され、
前記第２ＡＦピクセル及び前記第２一般ピクセルは、前記第１方向に隣接して配置され、
前記第１一般ピクセル及び前記第２ＡＦピクセルは、前記第２方向に隣接して配置され、
前記第１ＡＦピクセルの面積は、前記第１一般ピクセルの面積よりも広く、
前記第２ＡＦピクセルの面積は、前記第２一般ピクセルの面積よりも広いことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項18】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルは、グリーンカラーフィルタ及びホワイトカラーフィルタのうちの１つのカラーフィルタを含むことを特徴とする請求項１７に記載のイメージセンサ。
【請求項19】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルのそれぞれは、２個のフォトダイオードを含むことを特徴とする請求項１７に記載のイメージセンサ。
【請求項20】
前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルのそれぞれは、４個のフォトダイオードを含むことを特徴とする請求項１７に記載のイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、イメージセンサに係り、より詳細には、オートフォーカスピクセルを含むイメージセンサに関する。
【背景技術】
【0002】
イメージを撮影して電気的信号に変換するイメージセンサは、デジタルカメラ、携帯電話用カメラ、及び携帯用カムコーダのような一般消費者用電子機器だけではなく、自動車、セキュリティ装置、及びロボットに装着されるカメラにも使用される。そのようなイメージセンサは、ピクセルアレイを備え、ピクセルアレイに含まれるそれぞれのピクセルはフォトダイオードを含む。イメージセンサは、イメージ撮影を早い時間に正確に行うようにオートフォーカス（ａｕｔｏ ｆｏｃｕｓ：ＡＦ）機能を遂行することが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－２２７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、一般ピクセル及びＡＦピクセルの性能を同時に最適化するイメージセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるイメージセンサは、第１方向及び第２方向に配置される複数のピクセルを有するピクセルアレイを備えるイメージセンサであって、前記ピクセルアレイは、前記第１方向に隣接して配置される第１一般ピクセル及び第１ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）ピクセルと、前記第１方向に隣接して配置される第２ＡＦピクセル及び第２一般ピクセルと、を含み、前記第１ＡＦピクセル及び前記第２ＡＦピクセルのそれぞれは、複数のフォトダイオードを含み、前記第１一般ピクセル及び前記第２一般ピクセルは、方形の形状を有し、前記第１ＡＦピクセルの前記第１方向の第１長さは、前記第１一般ピクセルの前記第１方向の第１長さよりも長く、前記第２ＡＦピクセルの前記第１方向の第１長さは、前記第２一般ピクセルの前記第１方向の第１長さよりも長い。
【0006】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様によるイメージセンサは、ピクセルアレイを備えるイメージセンサであって、前記ピクセルアレイは、同じカラーフィルタを含む少なくとも１つの一般ピクセルをそれぞれ含む第１一般ピクセルグループ及び第２一般ピクセルグループと、同じカラーフィルタを含む複数のＡＦピクセルをそれぞれ含む第１ＡＦピクセルグループ及び第２ＡＦピクセルグループと、を含み、前記第１一般ピクセルグループ及び前記第１ＡＦピクセルは、第１方向に互いに隣接して配置され、前記第２ＡＦピクセル及び前記第２一般ピクセルは、前記第１方向に互いに隣接して配置され、前記複数のＡＦピクセルのそれぞれは、複数のフォトダイオードを含み、前記第１ＡＦピクセルグループの前記第１方向の第１長さは、前記第１一般ピクセルグループの前記第１方向の第１長さよりも長く、前記第２ＡＦピクセルグループの前記第１方向の第１長さは、前記第２一般ピクセルグループの前記第１方向の第１長さよりも長い。
【0007】
上記目的を達成するためになされた本発明の更に他の態様によるイメージセンサは、第１方向及び第２方向に配置される複数のピクセルを有するピクセルアレイを備えるイメージセンサであって、前記ピクセルアレイは、１つのフォトダイオード及び１つのマイクロレンズをそれぞれ含む第１一般ピクセル及び第２一般ピクセルと、複数のフォトダイオード及び１つのマイクロレンズをそれぞれ含む第１ＡＦピクセル及び第２ＡＦピクセルと、を含み、前記第１一般ピクセル及び前記第１ＡＦピクセルは、前記第１方向に隣接して配置され、前記第２ＡＦピクセル及び前記第２一般ピクセルは、前記第１方向に隣接して配置され、前記第１一般ピクセル及び前記第２ＡＦピクセルは、前記第２方向に隣接して配置され、前記第１ＡＦピクセルの面積は、前記第１一般ピクセルの面積よりも広く、前記第２ＡＦピクセルの面積は、前記第２一般ピクセルの面積よりも広い。
【発明の効果】
【0008】
本発明のイメージセンサによれば、イメージ撮影機能を行うための一般ピクセル及びＡＦ機能又は距離測定機能を行うためのＡＦピクセルの性能を同時に最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態によるデジタル撮像装置の一例を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施形態によるイメージセンサの構成を示すブロック図である。
【図14】フローティングディフュージョン領域を共有するピクセルを説明するための回路図である。
【図15】マルチカメラモジュールを含む電子装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0011】
図１は、本発明の一実施形態によるデジタル撮像装置１０の一例を示す構成図であって、デジタル撮像装置１０がＡＦ（Ａｕｔｏ－Ｆｏｃｕｓ）機能を行うことを説明するための図である。
【0012】
本発明の一実施形態によるデジタル撮像装置１０は、撮像部１１、イメージセンサ１００、及びプロセッサ１２を含む。デジタル撮像装置１０は、焦点検出機能を備える。
【0013】
デジタル撮像装置１０の全体動作は、プロセッサ１２によって制御される。プロセッサ１２は、レンズ駆動部１１＿２、しぼり駆動部１１＿４、制御部１２０などに各構成要素の動作のための制御信号を提供する。
【0014】
撮像部１１は、光を受信する構成要素として、レンズ１１＿１、レンズ駆動部１１＿２、しぼり１１＿３、及びしぼり駆動部１１＿４を含む。レンズ１１＿１は、複数のレンズを備える。
【0015】
レンズ駆動部１１＿２は、プロセッサ１２との間で焦点検出に関する情報を送受信し、プロセッサ１２から提供された制御信号によってレンズ１１＿１の位置を調節する。レンズ駆動部１１＿２は、レンズ１１＿１を客体２０からの距離が増加する方向又は減少する方向に移動する。これにより、レンズ１１＿１と客体２０との距離が調節される。レンズ１１＿１の位置によって、客体２０に対する焦点が合うか又はぼやける。
【0016】
例えば、レンズ１１＿１と客体２０との距離が相対的に近い場合、レンズ１１＿１は、客体２０に対する焦点を合わせるための焦点位置（Ｉｎ－ｆｏｃｕｓ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）から外れ、イメージセンサ１００に結像されたイメージの間で位相差が発生する。レンズ駆動部１１＿２は、プロセッサ１２から提供された制御信号に基づいてレンズ１１＿１を客体２０からの距離が増加する方向に移動する。
【0017】
また、レンズ１１＿１と客体２０との距離が相対的に遠い場合、レンズ１１＿１は、焦点位置から外れ、イメージセンサ１００に結像されたイメージの間で位相差が発生する。レンズ駆動部１１＿２は、プロセッサ１２によって提供された制御信号に基づいてレンズ１１＿１を客体２０からの距離が減少する方向に移動する。
【0018】
イメージセンサ１００は、入射する光をイメージ信号に変換する。イメージセンサ１００は、ピクセルアレイ１１０、制御部１２０、及び信号処理部１３０を含む。レンズ１１＿１及びしぼり１１＿３を透過した光学信号は、ピクセルアレイ１１０の受光面に至って被写体の像を結像する。
【0019】
ピクセルアレイ１１０は、光学信号を電気信号に変換するＣＩＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）である。このようなピクセルアレイ１１０は、制御部１２０によって感度などが調節される。ピクセルアレイ１１０は、光学信号を電気信号に変換する複数のピクセルを含む。複数のピクセルは、それぞれ感知された光の強度によってピクセル信号を生成する。
【0020】
イメージセンサ１００はプロセッサ１２にイメージ情報を提供し、プロセッサ１２はイメージ情報を用いて位相差演算を行う。例えば、プロセッサ１２は、信号処理部１３０からＡＦピクセルで生成されたピクセル信号によるイメージ情報を受信して位相差演算を行い、位相差演算をイメージ情報の相関演算を実施して求める。プロセッサ１２は、位相差演算の結果によって焦点の位置、焦点の方向、又は客体２０とイメージセンサ１００との距離などを求める。プロセッサ１２は、位相差演算結果に基づいてレンズ１１＿１の位置を移動させるためにレンズ駆動部１１＿２に制御信号を出力する。
【0021】
プロセッサ１２は、入力された信号に対してノイズを低減し、ガンマ補正（Ｇａｍｍａ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）、カラーフィルタ配列補間（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒａｒｒａｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）、カラーマトリックス（ｃｏｌｏｒ ｍａｔｒｉｘ）、色補正（ｃｏｌｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）、色向上（ｃｏｌｏｒ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）などの画質改善のためのイメージ信号処理を行う。また、プロセッサ１２は、画質改善のためのイメージ信号を処理して生成されたイメージデータを圧縮処理してイメージファイルを生成し、またイメージファイルからイメージデータを復元する。
【0022】
図２は、本発明の一実施形態によるイメージセンサの構成を示すブロック図である。
【0023】
図２を参照すると、イメージセンサ１００は、ピクセルアレイ１１０、制御部１２０、信号処理部１３０、ロウドライバ１４０、及び信号読出部１５０を含む。信号読出部１５０は、相関二重サンプラ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ－Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ、以下、ＣＤＳ）１５１、アナログ－デジタルコンバータ（Ａｎａｌｏｇ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、以下、ＡＤＣ）１５３、及びバッファ１５５を含む。
【0024】
ピクセルアレイ１１０は、光学信号を電気信号に変換する複数のピクセルＰＸを含む。複数のピクセルＰＸは、それぞれ感知された光の強度によってピクセル信号を生成する。複数のピクセルＰＸは、イメージ撮影機能を行うための複数の一般ピクセルＮＰＸを含み、ＡＦ機能又は距離測定機能を行うための複数のＡＦピクセルＡＦＰＸを含む。ＡＦピクセルＡＦＰＸは、ＡＦ機能を行わないときには一般ピクセルＮＰＸのようにイメージ撮影のためのピクセル信号を生成する。この際、ＡＦピクセルＡＦＰＸのそれぞれは第１方向（例えば、図３のＸ方向）又は第２方向（例えば、図３のＹ方向）に互いに隣接して配置される第１フォトダイオード及び第２フォトダイオードを含み、ＡＦピクセルＡＦＰＸのそれぞれは更に第１フォトダイオード及び第２フォトダイオード上に配置される１つのマイクロレンズを含む。
【0025】
一実施形態において、ＡＦピクセルＡＦＰＸの面積は、一般ピクセルＮＰＸの面積よりも広く形成される。例えば、ＡＦピクセルＡＦＰＸの第１方向の第１長さは一般ピクセルＮＰＸの第１方向の第１長さよりも長く、ＡＦピクセルＡＦＰＸの第２方向の第２長さは一般ピクセルＮＰＸの第２方向の第２長さよりも長い。従って、本発明によるイメージセンサのピクセルアレイ１１０を製造するに当たって、一般ピクセルＮＰＸとＡＦピクセルＡＦＰＸとの大きさを互いに異なって形成するため、複数のフォトダイオードを含むＡＦピクセルＡＦＰＸの製造が容易であり、一般ピクセルＮＰＸ及びＡＦピクセルＡＦＰＸの性能を同時に最適化することができる。
【0026】
一般ピクセルＮＰＸ及びＡＦピクセルＡＦＰＸのそれぞれは、対応する第１～第ｎ－１カラム出力ライン（ＣＬＯ＿０～ＣＬＯ＿ｎ－１）を介してピクセル信号をＣＤＳ１５１に出力する。一実施形態において、ＡＦモードでＡＦピクセルＡＦＰＸのそれぞれから出力されるピクセル信号は、位相差を算出するために用いられる位相信号である。位相信号は、イメージセンサ１００に結像されたイメージの位置に関する情報を含み、算出された位相差に基づいてレンズ（例えば、図１の１１－１）の焦点位置が算出される。例えば、位相差を０にするレンズ１１＿１の位置が焦点位置である。
【0027】
位相信号は、客体に対する焦点を合わせる機能だけではなく、客体（例えば、図１の２０）とイメージセンサ１００との距離測定にも用いられる。客体２０とイメージセンサ１００との距離を測定するために、イメージセンサ１００に結像されたイメージの間の位相差、レンズ１１－１とイメージセンサ１００との距離、レンズ１１－１の大きさ、レンズ１１－１の焦点位置のような追加の情報が参照される。
【0028】
制御部１２０は、ピクセルアレイ１１０が光を吸収して電荷を蓄積し、蓄積された電荷を一時的に保存し、保存された電荷による電気的信号をピクセルアレイ１１０の外部に出力するようにロウドライバ１４０を制御する。また、制御部１２０は、ピクセルアレイ１１０が提供するピクセル信号のレベルを測定するように信号読出部１５０を制御する。
【0029】
ロウドライバ１４０は、ピクセルアレイ１１０を制御するための信号（ＲＳｓ、ＴＳｓ、ＳＥＬＳｓ）を生成し、複数のピクセルＰＸに提供する。一実施形態において、ロウドライバ１４０は、ＡＦ機能又は距離測定機能を行うために、ＡＦピクセルＡＦＰＸに提供されるリセット制御信号ＲＳｓ、伝送制御信号ＴＳｓ、選択信号ＳＥＬＳｓの活性化及び非活性化のタイミングを決定する。
【0030】
ＣＤＳ１５１は、ピクセルアレイ１１０に提供されたピクセル信号をサンプリング及びホールドする。ＣＤＳ１５１は、特定のノイズのレベル及びピクセル信号によるレベルを二重サンプリングし、その差に該当するレベルを出力する。また、ＣＤＳ１５１は、ランプ信号生成器１５７が生成したランプ信号を入力して互いに比較し、比較結果を出力する。アナログ－デジタルコンバータ１５３は、ＣＤＳ１５１から受信するレベルに対応するアナログ信号をデジタル信号に変換する。バッファ１５５はデジタル信号をラッチ（ｌａｔｃｈ）し、ラッチされた信号は順次に信号処理部１３０又はイメージセンサ１００の外部に出力される。
【0031】
信号処理部１３０は、受信された複数のピクセルＰＸから出力されるピクセル信号に基づいて信号処理を遂行する。例えば、信号処理部１３０は、ノイズ低減処理、ゲイン調整、波形整形化処理、補間処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理、エッジ強調処理などを遂行する。また、信号処理部１３０は、ＡＦ動作時にＡＦピクセルＡＦＰＸから出力される位相信号に基づいて信号処理を行い、信号処理された情報をプロセッサ１２に出力することでプロセッサ１２にＡＦ動作のための位相差演算を行わせる。一実施形態において、信号処理部１３０は、イメージセンサ１００の外部のプロセッサ（例えば、図１の１２）に備えられる。
【0032】
図３、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図４Ｄは、本発明の一実施形態によるイメージセンサのピクセルアレイ（１１０Ａ、１１０Ａ１、１１０Ａ２、１１０Ａ３、１１０Ａ４）を示す図であり、図２のピクセルアレイ１１０の少なくとも一部の一例を示す図である。
【0033】
図３を参照すると、ピクセルアレイ１１０Ａは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って配置され、図２の複数のピクセルＰＸに対応する複数のピクセル（ＮＰＸ１、ＮＰＸ２、ＡＦＰＸ１、ＡＦＰＸ２）を含む。複数のピクセル（ＮＰＸ１、ＮＰＸ２、ＡＦＰＸ１、ＡＦＰＸ２）は、図２の一般ピクセルＮＰＸに対応する第１一般ピクセルＮＰＸ１及び第２一般ピクセルＮＰＸ２を含み、図２のＡＦピクセルＡＦＰＸに対応する第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２を含む。
【0034】
一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１及び第２一般ピクセルＮＰＸ２のそれぞれは、方形（例えば、長方形又は正方形）を有する。一実施形態において、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２のそれぞれは、八角形を有する。但し、図３のとは違って、第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２は、方形又は八角形でラウンドコーナーを有する変形された形状を有してもよい。或いは、第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２は、方形又は八角形とは異なる形状を有してもよい。
【0035】
第１一般ピクセルＮＰＸ１は、１つのフォトダイオードＮＰＤ及びフォトダイオードＮＰＤ上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＮを含み、第２一般ピクセルＮＰＸ２は、１つのフォトダイオードＮＰＤ及びフォトダイオードＮＰＤ上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＮを含む。マイクロレンズＭＬＮは、それぞれピクセルアレイ１１０Ａに入射する光を第１一般ピクセルＮＰＸ１のフォトダイオードＮＰＤ及び第２一般ピクセルＮＰＸ２のフォトダイオードＮＰＤに屈折させる。
【0036】
第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１は、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦを含む。第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２は、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦを含む。
【0037】
第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２にそれぞれ１つのマイクロレンズＭＬＡＦが形成されることにより、マイクロレンズＭＬＡＦの形状及び屈折率によって第１フォトダイオードＡＰＤ１で生成された光電荷と第２フォトダイオードＡＰＤ２で生成された光電荷とが互いに異なる。第１フォトダイオードＡＰＤ１によって生成された位相信号及び第２フォトダイオードＡＰＤ２によって生成された位相信号を用いて、イメージセンサ１００は、第１方向ＸのＡＦ機能を遂行することができる。
【0038】
但し、図３とは違って、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２は、第２方向Ｙに互いに隣接して配置される第１フォトダイオード及び第２フォトダイオードを含み、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２の第１フォトダイオード及び第２フォトダイオードのそれぞれによって生成された位相信号を用いて、イメージセンサ１００は、第２方向ＹのＡＦ機能を遂行することもできる。
【0039】
第１一般ピクセルＮＰＸ１及び第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１は第１方向Ｘに互いに隣接して配置され、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２及び第２一般ピクセルＮＰＸ２は第１方向Ｘに互いに隣接して配置される。また、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２及び第１一般ピクセルＮＰＸ１は第２方向Ｙに隣接して配置され、第２一般ピクセルＮＰＸ２及び第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１は第２方向Ｙに隣接して配置される。
【0040】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１は第１一般ピクセルＮＰＸ１よりも大きく（即ち、面積が広く）、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２は第２一般ピクセルＮＰＸ２よりも大きい。また、一実施形態において、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２は第１一般ピクセルＮＰＸ１よりも大きく、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１は第２一般ピクセルＮＰＸ２よりも大きい。第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２にそれぞれ含まれるマイクロレンズＭＬＡＦは、第１一般ピクセルＮＰＸ１及び第２一般ピクセルＮＰＸ２にそれぞれ含まれるマイクロレンズＭＬＮよりも大きい。
【0041】
例えば、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１の第１方向Ｘの第１長さＬ１２は、第１一般ピクセルＮＰＸ１の第１方向Ｘの第１長さＬ１１よりも長く、また第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１の第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルＮＰＸ１の第２方向Ｙの第２長さよりも長い。また、例えば第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２の第２方向Ｙの第２長さＬ２２は第２一般ピクセルＮＰＸ２の第２方向Ｙの第２長さＬ２１よりも長く、また第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２の第１方向Ｘの第１長さは第２一般ピクセルＮＰＸ２の第１方向Ｘの第１長さよりも長い。例えば、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１の第１方向Ｘの第１長さＬ１２がＡ＋α（この際、Ａ＞α＞０）である場合、第１一般ピクセルＮＰＸ１の第１方向Ｘの第１長さＬ１１はＡ－αである。また、例えば第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２の第２方向Ｙの第２長さＬ２２がＡ＋α（この際、Ａ＞α＞０）である場合、第２一般ピクセルＮＰＸ２の第２方向Ｙの第２長さＬ２１はＡ－αである。
【0042】
複数のピクセル（ＮＰＸ１、ＮＰＸ２、ＡＦＰＸ１、ＡＦＰＸ２）が多様なカラーをセンシングするように、複数のピクセル（ＮＰＸ１、ＮＰＸ２、ＡＦＰＸ１、ＡＦＰＸ２）のそれぞれはカラーフィルタを含む。一実施形態において、カラーフィルタは、レッドをセンシングするレッドカラーフィルタＲＦ、グリーンをセンシングするグリーンカラーフィルタＧＦ、及びブルーをセンシングするブルーカラーフィルタＢＦを含む。
【0043】
一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１はレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルＮＰＸ２はブルーカラーフィルタＢＦを含み、第１及び第２ＡＦピクセル（ＡＦＰＸ１、ＡＦＰＸ２）はグリーンカラーフィルタＧＦを含む。例えば、複数のピクセル（ＮＰＸ１、ＮＰＸ２、ＡＦＰＸ１、ＡＦＰＸ２）は、ベイヤーパターン（Ｂａｙｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ）に対応するように配置される。但し、これは、一例に過ぎず、本発明の実施形態によるピクセルアレイ１１０Ａは、多様な種類のカラーフィルタを含んでもよい。例えば、カラーフィルタは、イエロ（ｙｅｌｌｏｗ）、シアン（Ｃｙａｎ）、及びマゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）カラーをセンシングするためのカラーフィルタを含む。或いは、カラーフィルタは、ホワイトカラーをセンシングするホワイトカラーフィルタを含んでもよい。
【0044】
一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２は、フローティングディフュージョン領域（例えば、図１４のＦＤ）を互いに共有するが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ａは、それに限定されない。
【0045】
図３と比較して図４Ａを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ａ１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って配置される第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１１、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２１を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１はレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルＮＰＸ２はブルーカラーフィルタＢＦを含み、第１及び第２ＡＦピクセル（ＡＦＰＸ１１、ＡＦＰＸ２１）はイエロカラーフィルタＹＦを含む。
【0046】
図３と比較して図４Ｂを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ａ２は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って配置される第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１２、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２２を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１はレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルＮＰＸ２はブルーカラーフィルタＢＦを含み、第１及び第２ＡＦピクセル（ＡＦＰＸ１２、ＡＦＰＸ２２）のうちの１つはホワイトカラーフィルタＷＦを含む。例えば、第１及び第２ＡＦピクセル（ＡＦＰＸ１２、ＡＦＰＸ２２）のうちの１つのＡＦピクセルはホワイトカラーフィルタＷＦを含み、他の１つのＡＦピクセルはグリーンカラーフィラーＧＦを含む。図４Ｂでは、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２２がホワイトカラーフィルタＷＦを含む例を図示したが、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１２がホワイトカラーフィルタＷＦを含んでもよい。
【0047】
図３と比較して図４Ｃを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ａ３は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って配置される第１一般ピクセルＮＰＸ１３、第２一般ピクセルＮＰＸ２３、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１３、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２３を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１３及び第２一般ピクセルＮＰＸ２３はグリーンカラーフィルタＧＦを含み、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１３はレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２３はブルーカラーフィルタＢＦを含む。
【0048】
図３と比較して図４Ｄを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ａ４は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って配置される第１一般ピクセルＮＰＸ１４、第２一般ピクセルＮＰＸ２４、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１３、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２３を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１４及び第２一般ピクセルＮＰＸ２４はイエロカラーフィルタＹＦを含み、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１３はレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２３はブルーカラーフィルタＢＦを含む。
【0049】
図５は、本発明の一実施形態によるイメージセンサのピクセルアレイ１１０Ｂを示す図であり、図２のピクセルアレイ１１０の少なくとも一部の一例を示す図である。図５に関する説明で、図３と同じ符号については、重複説明を省略する。
【0050】
図５を参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｂは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って配置される第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂ、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｂを含む。一実施形態において、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂ及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｂのそれぞれは、八角形を有する。
【0051】
第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂは、第１方向Ｘの第１行及び第２行に配置されて第２方向Ｙの第１列及び第２列に配置される第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ１～ＡＰＤ４）を含み、第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ１～ＡＰＤ４）上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＢを含む。また、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｂは、第１方向Ｘの第１行及び第２行に配置されて第２方向Ｙの第１列及び第２列に配置される第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ１～ＡＰＤ４）を含み、第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ１～ＡＰＤ４）上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＢを含む。
【0052】
マイクロレンズＭＬＡＦＢの形状及び屈折率によって、第１フォトダイオードＡＰＤ１で生成された光電荷、第２フォトダイオードＡＰＤ２で生成された光電荷、第３フォトダイオードＡＰＤ３で生成された光電荷、及び第４フォトダイオードＡＰＤ４で生成された光電荷がそれぞれ異なる。第１フォトダイオードＡＰＤ１によって生成された位相信号、第２フォトダイオードＡＰＤ２によって生成された位相信号、第３フォトダイオードＡＰＤ３によって生成された位相信号、及び第４フォトダイオードＡＰＤ４によって生成された位相信号を用いて、イメージセンサ１００は、第１方向Ｘ及び第２方向ＹのＡＦ機能を遂行することができる。
【0053】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂは第１一般ピクセルＮＰＸ１よりも大きく、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｂは第２一般ピクセルＮＰＸ２よりも大きい。また、一実施形態において、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｂは第１一般ピクセルＮＰＸ１よりも大きく、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂは第２一般ピクセルＮＰＸ２よりも大きい。第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂ及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｂにそれぞれ含まれるマイクロレンズＭＬＡＦＢは、第１一般ピクセルＮＰＸ１及び第２一般ピクセルＮＰＸ２にそれぞれ含まれるマイクロレンズＭＬＮよりも大きい。
【0054】
例えば、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂの第１方向Ｘの第１長さは第１一般ピクセルＮＰＸ１の第１方向Ｘの第１長さよりも長く、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂの第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルＮＰＸ１の第２方向Ｙの第２長さよりも長い。また、例えば第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２の第１方向Ｘの第１長さは第２一般ピクセルＮＰＸ２の第１方向Ｘの第１長さよりも長く、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｂの第２方向Ｙの第２長さは第２一般ピクセルＮＰＸ２の第２方向Ｙの第２長さよりも長い。
【0055】
複数のピクセル（ＮＰＸ１、ＮＰＸ２、ＡＦＰＸ１Ｂ、ＡＦＰＸ２Ｂ）のそれぞれは、カラーフィルタを含む。一実施形態において、第１及び第２ＡＦピクセル（ＡＦＰＸ１Ｂ、ＡＦＰＸ２Ｂ）はグリーンカラーフィルタＧＦを含み、或いは第１及び第２ＡＦピクセル（ＡＦＰＸ１Ｂ、ＡＦＰＸ２Ｂ）はホワイトカラーフィルタを含んでもよい。
【0056】
一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｂ、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｂは、フローティングディフュージョン領域（例えば、図１４のＦＤ）をそれぞれ共有するが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ｂは、それに限定されない。
【0057】
図６は、本発明の一実施形態によるイメージセンサのピクセルアレイ１１０Ｃを示す図であり、図２のピクセルアレイ１１０の少なくとも一部の一例を示す図である。図６に関する説明で、図３と同じ符号については、重複説明を省略する。
【0058】
図６を参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｃは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って配置される第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃ、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃを含む。一実施形態において、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃ及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃのそれぞれは、方形（例えば、長方形）を有する。
【0059】
第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＣを含む。第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＣを含む。
【0060】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃは第１一般ピクセルＮＰＸ１よりも大きく、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃは第２一般ピクセルＮＰＸ２よりも大きい。また、一実施形態において、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃは第１一般ピクセルＮＰＸ１よりも大きく、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃは第２一般ピクセルＮＰＸ２よりも大きい。第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃ及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃにそれぞれ含まれるマイクロレンズＭＬＡＦＣは第１一般ピクセルＮＰＸ１及び第２一般ピクセルＮＰＸ２にそれぞれ含まれるマイクロレンズＭＬＮよりも大きく、マイクロレンズＭＬＡＦＣは第１方向Ｘの幅が第２方向Ｙの幅よりも大きい。
【0061】
例えば、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃの第１方向Ｘの第１長さＬ１２Ｃは第１一般ピクセルＮＰＸ１の第１方向Ｘの第１長さＬ１１よりも長く、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃの第１方向Ｘの第１長さは第２一般ピクセルＮＰＸ２の第１方向Ｘの第１長さよりも長い。また、例えば第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃの第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルＮＰＸ１の第２方向Ｙの第２長さと同一であり、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃの第２方向Ｙの第２長さＬ２２Ｃは第２一般ピクセルＮＰＸ２の第２方向Ｙの第２長さＬ２１と同一である。但し、図６とは違って、例えば第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃの第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルＮＰＸ１の第２方向Ｙの第２長さよりも長く、第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃの第２方向Ｙの第２長さＬ２２Ｃは第２一般ピクセルＮＰＸ２の第２方向Ｙの第２長さＬ２１よりも長くてもよい。
【0062】
複数のピクセル（ＮＰＸ１、ＮＰＸ２、ＡＦＰＸ１Ｃ、ＡＦＰＸ２Ｃ）のそれぞれは、カラーフィルタを含む。一実施形態において、第１及び第２ＡＦピクセル（ＡＦＰＸ１Ｃ、ＡＦＰＸ２Ｃ）はグリーンカラーフィルタＧＦを含み、或いは第１及び第２ＡＦピクセル（ＡＦＰＸ１Ｃ、ＡＦＰＸ２Ｃ）はホワイトカラーフィルタを含んでもよい。
【0063】
一実施形態において、第１一般ピクセルＮＰＸ１、第２一般ピクセルＮＰＸ２、第１ＡＦピクセルＡＦＰＸ１Ｃ、及び第２ＡＦピクセルＡＦＰＸ２Ｃは、フローティングディフュージョン領域（例えば、図１４のＦＤ）をそれぞれ共有するが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ｃは、それに限定されない。
【0064】
【0065】
図７を参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｄは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って配置される第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２を含む。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２のそれぞれは図２の一般ピクセルＮＰＸに対応する一般ピクセルを含み、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２のそれぞれは図２のＡＦピクセルＡＦＰＸに対応するＡＦピクセルを含む。
【0066】
一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２のそれぞれは、方形（例えば、長方形又は正方形）を有する。一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２のそれぞれは、八角形を有する。但し、図７とは違って、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２は、方形又は八角形でラウンドコーナーを有する変形された形状を有することもできる。或いは、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２は、方形又は八角形とは異なる形状を有することもできる。
【0067】
第１一般ピクセルグループＮＰＧ１及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２のそれぞれは、２行及び２列に配置される第１～第４一般ピクセルを含む。第１一般ピクセルは第１フォトダイオードＮＰＤ１及び第１フォトダイオードＮＰＤ１上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＮＤを含み、第２一般ピクセルは第２フォトダイオードＮＰＤ２及び第２フォトダイオードＮＰＤ２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＮＤを含み、第３一般ピクセルは第３フォトダイオードＮＰＤ３及び第３フォトダイオードＮＰＤ３上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＮＤを含み、第４一般ピクセルは第４フォトダイオードＮＰＤ４及び第４フォトダイオードＮＰＤ４上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＮＤを含む。但し、図７とは違って、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第１～第４一般ピクセルは１つのマイクロレンズをそれぞれ共有し、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第１～第４一般ピクセルは１つのマイクロレンズをそれぞれ共有してもよい。
【0068】
一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第１～第４一般ピクセルは同じカラーフィルタを含み、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第１～第４一般ピクセルは同じカラーフィルタを含む。
【0069】
第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２のそれぞれは、２行及び２列に配置される第１～第４ＡＦピクセルを含む。第１ＡＦピクセルは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ１１及び第２フォトダイオードＡＰＤ１２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ１１及び第２フォトダイオードＡＰＤ１２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＤを含む。第２ＡＦピクセルは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ２１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ２１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＤを含む。第３ＡＦピクセルは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ３１及び第２フォトダイオードＡＰＤ３２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ３１及び第２フォトダイオードＡＰＤ３２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＤを含み、第４ＡＦピクセルは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ４１及び第２フォトダイオードＡＰＤ４２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ４１及び第２フォトダイオードＡＰＤ４２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＤを含む。一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１の第１～第４ＡＦピクセルは同じカラーフィルタを含み、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２の第１～第４ＡＦピクセルは同じカラーフィルタを含む。
【0070】
第１一般ピクセルグループＮＰＧ１及び第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１は第１方向Ｘに互いに隣接して配置され、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２は第１方向Ｘに互いに隣接して配置される。また、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２及び第１一般ピクセルグループＮＰＧ１は第２方向Ｙに隣接して配置され、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２及び第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１は第２方向Ｙに隣接して配置される。
【0071】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１は第１一般ピクセルグループＮＰＧ１よりも大きく、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２は第２一般ピクセルグループＮＰＧ２よりも大きい。また、一実施形態において、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２は第１一般ピクセルグループＮＰＧ１よりも大きく、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１は第２一般ピクセルグループＮＰＧ２よりも大きい。
【0072】
例えば、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１の第１方向Ｘの第１長さＬＧ１２は第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第１方向Ｘの第１長さＬＧ１１よりも長く、また第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１の第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第２方向Ｙの第２長さよりも長い。また、例えば第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２の第２方向Ｙの第２長さＬＧ２２は第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第２方向Ｙの第２長さＬＧ２１よりも長く、また第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２の第１方向Ｘの第１長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第１方向Ｘの第１長さよりも長い。例えば、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１の第１方向Ｘの第１長さＬＧ１２がＡ’＋α’（この際、Ａ’＞α’＞０）である場合、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第１方向Ｘの第１長さＬＧ１１はＡ’－α’である。また、例えば第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２の第２方向Ｙの第２長さＬＧ２２がＡ’＋α’（この際、Ａ’＞α’＞０）である場合、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第２方向Ｙの第２長さＬＧ１２はＡ’－α’である。
【0073】
多様なカラーをセンシングするように、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２は、多様なカラーフィルタを含む。一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第１～第４一般ピクセルはレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第１～第４一般ピクセルは、ブルーカラーフィルタＢＦを含み、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１の第１～第４ＡＦピクセルはグリーンカラーフィルタＧＦを含み、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２の第１～第４ＡＦピクセルはグリーンカラーフィルタＧＦを含む。但し、これは、一例に過ぎず、本発明の実施形態によるピクセルアレイ１１０Ｄは、多様な種類のカラーフィルタを含んでもよい。
【0074】
一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１に含まれる第１～第４一般ピクセルはフローティングディフュージョン領域（例えば、図１４のＦＤ）をそれぞれ共有し、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２に含まれる第１～第４一般ピクセルはフローティングディフュージョン領域ＦＤをそれぞれ共有するが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ｄは、それに限定されない。また、一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１に含まれる第１～第４ＡＦピクセルはフローティングディフュージョン領域ＦＤをそれぞれ共有し、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２に含まれる第１～第４ＡＦピクセルはフローティングディフュージョン領域ＦＤをそれぞれ共有するが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ｄは、それに限定されない。
【0075】
図７と比較して図８を参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｄ’は、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１’、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２’を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１はレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２はブルーカラーフィルタＢＦを含み、第１及び第２ＡＦピクセルグループ（ＡＰＧ１’、ＡＰＧ２’）は、イエロカラーフィルタＹＦを含む。
【0076】
但し、図７及び図８に示したカラーフィルタの配置は一例であり、本発明によるイメージセンサは、それに限定されない。例えば、第１及び第２ＡＦピクセルグループのうちの１つのＡＦピクセルグループはイエロカラーフィルタＹＦを含み、他の１つのＡＦピクセルグループはグリーンカラーフィルタＧＦを含む。又は、例えば第１及び第２一般ピクセルグループはグリーンカラーフィルタＧＦを含み、第１ＡＦピクセルグループはレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２ＡＦピクセルグループはブルーカラーフィルタＢＦを含んでもよい。或いは、例えば第１及び第２一般ピクセルグループはイエロカラーフィルタＹＦ又はホワイトカラーフィルタを含み、第１ＡＦピクセルグループはレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２ＡＦピクセルグループはブルーカラーフィルタＢＦを含んでもよい。
【0077】
【0078】
図７と比較して図９Ａを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｄ１は、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１１、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２１を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１はレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２はブルーカラーフィルタＢＦを含み、第１及び第２ＡＦピクセルグループ（ＡＰＧ１１、ＡＰＧ２１）はグリーンカラーフィルタＧＦ及びホワイトカラーフィルタＷＦを含む。例えば、第１及び第２ＡＦピクセルグループ（ＡＰＧ１１、ＡＰＧ２１）のそれぞれに含まれる第１ピクセル及び第４ピクセルはグリーンカラーフィルタＧＦを含み、第２ピクセル及び第３ピクセルはホワイトカラーフィルタＷＦを含む。第１及び第２ＡＦピクセルグループ（ＡＰＧ１１、ＡＰＧ２１）のそれぞれの第１ピクセル及び第４ピクセルは第１方向Ｘ及び第２方向Ｙを基準に互いに対角線に配置され、第１及び第２ＡＦピクセルグループ（ＡＰＧ１１、ＡＰＧ２１）のそれぞれの第２ピクセル及び第３ピクセルは第１方向Ｘ及び第２方向Ｙを基準に互いに対角線に配置される。
【0079】
図７と比較して図９Ｂを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｄ２は、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１２、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２２を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１はレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２はブルーカラーフィルタＢＦを含み、第１及び第２ＡＦピクセルグループ（ＡＰＧ１２、ＡＰＧ２２）はグリーンカラーフィルタＧＦ及びホワイトカラーフィルタＷＦを含む。例えば、第１及び第２ＡＦピクセルグループ（ＡＰＧ１２、ＡＰＧ２２）のそれぞれに含まれる第２ピクセル及び第３ピクセルはグリーンカラーフィルタＧＦを含み、第１ピクセル及び第４ピクセルはホワイトカラーフィルタＷＦを含む。
【0080】
図９Ａと比較して図９Ｃを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｄ３は、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１３、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２３、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１１、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２１を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１３はレッドカラーフィルタＲＦ及びホワイトカラーフィルタＷＦを含む。例えば、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１３に含まれる第１ピクセル及び第４ピクセルはレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２ピクセル及び第３ピクセルはホワイトカラーフィルタＷＦを含む。また、一実施形態において、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２３はブルーカラーフィルタＢＦ及びホワイトカラーフィルタＷＦを含む。例えば、第１一般ピクセルグループＮＰＧ２３に含まれる第１ピクセル及び第４ピクセルはブルーカラーフィルタＢＦを含み、第２ピクセル及び第３ピクセルはホワイトカラーフィルタＷＦを含む。第１及び第２一般ピクセルグループ（ＮＰＧ１３、ＮＰＧ２３）のそれぞれの第１ピクセル及び第４ピクセルは第１方向Ｘ及び第２方向Ｙを基準に互いに対角線に配置され、第１及び第２一般ピクセルグループ（ＮＰＧ１３、ＮＰＧ２３）のそれぞれの第２ピクセル及び第３ピクセルは第１方向Ｘ及び第２方向Ｙを基準に互いに対角線に配置される。
【0081】
図９Ｂと比較して図９Ｄを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｄ４は、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１４、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２４、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１２、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２２を含む。一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１４はレッドカラーフィルタＲＦ及びホワイトカラーフィルタＷＦを含む。例えば、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１４に含まれる第２ピクセル及び第３ピクセルはレッドカラーフィルタＲＦを含み、第１ピクセル及び第４ピクセルはホワイトカラーフィルタＷＦを含む。また、一実施形態において、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２４はブルーカラーフィルタＢＦ及びホワイトカラーフィルタＷＦを含む。例えば、第１一般ピクセルグループＮＰＧ２４に含まれる第２ピクセル及び第３ピクセルはブルーカラーフィルタＢＦを含み、第１ピクセル及び第４ピクセルはホワイトカラーフィルタＷＦを含む。
【0082】
【0083】
図１０は、本発明の一実施形態によるイメージセンサのピクセルアレイ１１０Ｅを示す図であり、図２のピクセルアレイ１１０の少なくとも一部の一例を示す図である。図１０に関する説明で、図７と同じ符号については、重複説明を省略する。
【0084】
図１０を参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｅは、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅ、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅ、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２を含む。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅ及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅのそれぞれは図２の一般ピクセルＮＰＸに対応する一般ピクセルを含み、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２のそれぞれは図２のＡＦピクセルＡＦＰＸに対応するＡＦピクセルを含む。
【0085】
一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅ及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅのそれぞれは、方形（例えば、長方形又は正方形）を有する。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅ及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅのそれぞれは、１つのフォトダイオードＮＰＤＥ及び１つのフォトダイオードＮＰＤＥ上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＮＥを含む１つの一般ピクセルを含む。
【0086】
第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅ及び第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１は第１方向Ｘに互いに隣接して配置され、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅは第１方向Ｘに互いに隣接して配置される。また、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２及び第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅは第２方向Ｙに隣接して配置され、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅ及び第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１は第２方向Ｙに隣接して配置される。
【0087】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１は第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅよりも大きく、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２は第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅよりも大きい。また、一実施形態において、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２は第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅよりも大きく、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１は第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅよりも大きい。例えば、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１の第１方向Ｘの第１長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅの第１方向Ｘの第１長さよりも長く、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１の第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅの第２方向Ｙの第２長さよりも長い。また、例えば第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２の第１方向Ｘの第１長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅの第１方向Ｘの第１長さよりも長く、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２の第２方向Ｙの第２長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅの第２方向Ｙの第２長さよりも長い。
【0088】
一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｅの一般ピクセルはレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｅの一般ピクセルはブルーカラーフィルタＢＦを含むが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ｅは、それに限定されない。
【0089】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の一実施形態によるイメージセンサのピクセルアレイ（１１０Ｆ、１１０Ｆ’）を示す図であり、図２のピクセルアレイ１１０の少なくとも一部の一例を示す図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに関する説明で、図７と同じ符号については、重複説明を省略する。
【0090】
図１１Ａを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｆは、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆ、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆを含む。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２のそれぞれは図２の一般ピクセルＮＰＸに対応する一般ピクセルを含み、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆ及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆのそれぞれは図２のＡＦピクセルＡＦＰＸに対応するＡＦピクセルを含む。一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆ及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆのそれぞれは、八角形を有する。
【0091】
第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆ及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆのそれぞれは、第１～第４ＡＦピクセルを含む。第１ＡＦピクセルは、２行及び２列に配置される第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ１１～ＡＰＤ１４）及び第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ１１～ＡＰＤ１４）上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＦを含む。第２ＡＦピクセルは、２行及び２列に配置される第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ２１～ＡＰＤ２４）及び第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ２１～ＡＰＤ２４）上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＦを含む。第３ＡＦピクセルは、２行及び２列に配置される第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ３１～ＡＰＤ３４）及び第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ３１～ＡＰＤ３４）上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＦを含む。第４ＡＦピクセルは、２行及び２列に配置される第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ４１～ＡＰＤ４４）及び第１～第４フォトダイオード（ＡＰＤ４１～ＡＰＤ４４）上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＦを含む。
【0092】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１よりも大きく、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２よりも大きい。また、一実施形態において、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１よりも大きく、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２よりも大きい。例えば、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆの第１方向Ｘの第１長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第１方向Ｘの第１長さよりも長く、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆの第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第２方向Ｙの第２長さよりも長い。また、例えば、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆの第１方向Ｘの第１長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第１方向Ｘの第１長さよりも長く、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆの第２方向Ｙの第２長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第２方向Ｙの第２長さよりも長い。
【0093】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆの第１～第４ＡＦピクセルは、グリーンカラーフィルタＧＦ及びホワイトカラーフィルタのうちの少なくとも１つのフィルタを含む。
【0094】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆに含まれる第１～第４ＡＦピクセルはフローティングディフュージョン領域（例えば、図１４のＦＤ）をそれぞれ共有し、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆに含まれる第１～第４ＡＦピクセルはフローティングディフュージョン領域ＦＤをそれぞれ共有するが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ｆは、それに限定されない。
【0095】
図１１Ａと比較して図１１Ｂを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｆ’は、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１’、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２’、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｆ、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｆを含む。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１’の第１～第４一般ピクセルは１つのマイクロレンズＭＬＮＤ’をそれぞれ共有する。第２一般ピクセルグループＮＰＧ２’の第１～第４一般ピクセルは、１つのマイクロレンズＭＬＮＤ’をそれぞれ共有する。
【0096】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の一実施形態によるイメージセンサのピクセルアレイ（１１０Ｇ、１１０Ｇ’）を示す図であり、図２のピクセルアレイ１１０の少なくとも一部の一例を示す図である。図１２Ａ及び図１２Ｂに関する説明で、図７と同じ符号については、重複説明を省略する。
【0097】
図１２Ａを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｇは、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇを含む。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２のそれぞれは図２の一般ピクセルＮＰＸに対応する一般ピクセルを含み、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇのそれぞれは図２のＡＦピクセルＡＦＰＸに対応するＡＦピクセルを含む。一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇのそれぞれは、方形（例えば、長方形）を有する。
【0098】
第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇのそれぞれは、第１～第４ＡＦピクセルを含む。第１ＡＦピクセルは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ１１及び第２フォトダイオードＡＰＤ１２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ１１及び第２フォトダイオードＡＰＤ１２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＧを含む。第２ＡＦピクセルは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ２１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ２１及び第２フォトダイオードＡＰＤ２２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＧを含む。第３ＡＦピクセルは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ３１及び第２フォトダイオードＡＰＤ３２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ３１及び第２フォトダイオードＡＰＤ３２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＧを含む。第４ＡＦピクセルは、第１方向Ｘに互いに隣接して配置される第１フォトダイオードＡＰＤ４１及び第２フォトダイオードＡＰＤ４２を含み、第１フォトダイオードＡＰＤ４１及び第２フォトダイオードＡＰＤ４２上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＡＦＧを含む。一実施形態において、マイクロレンズＭＬＡＦＧは、第１方向Ｘの幅が第２方向Ｙの幅よりも大きい。
【0099】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１よりも大きく、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２よりも大きい。また、一実施形態において、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１よりも大きく、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２よりも大きい。
【0100】
例えば、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇの第１方向Ｘの第１長さＬＧ１２Ｇは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第１方向Ｘの第１長さＬＧ１１よりも長く、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇの第１方向Ｘの第１長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第１方向Ｘの第１長さよりも長い。また、例えば、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇの第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第２方向Ｙの第２長さと同一であり、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇの第２方向Ｙの第２長さ（ＬＧ２２Ｇ）は第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第２方向Ｙの第２長さＬＧ２１と同一である。但し、図１２とは違って、例えば第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇの第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１の第２方向Ｙの第２長さよりも長く、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇの第２方向Ｙの第２長さ（ＬＧ２２Ｇ）は第２一般ピクセルグループＮＰＧ２の第２方向Ｙの第２長さＬＧ２１よりも長くてもよい。
【0101】
第１一般ピクセルグループＮＰＧ１、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇは、多様なカラーフィルタを含む。一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇに含まれるＡＦピクセルは、グリーンカラーフィルタＧＦを含み、或いはホワイトカラーフィルタを含んでもよい。
【0102】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇに含まれる第１～第４ＡＦピクセルはフローティングディフュージョン領域（例えば、図１４のＦＤ）をそれぞれ共有し、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇに含まれる第１～第４ＡＦピクセルはフローティングディフュージョン領域ＦＤをそれぞれ共有するが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ｇは、それに限定されない。
【0103】
図１２Ａと比較して図１２Ｂを参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｇ’は、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１’、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２’、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇを含む。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１’の第１～第４一般ピクセルは、１つのマイクロレンズＭＬＮＤ’をそれぞれ共有する。第２一般ピクセルグループＮＰＧ２’の第１～第４一般ピクセルは、１つのマイクロレンズＭＬＮＤ’をそれぞれ共有する。
【0104】
図１３は、本発明の一実施形態によるイメージセンサのピクセルアレイ１１０Ｈを示す図であり、図２のピクセルアレイ１１０の少なくとも一部の一例を示す図である。図１３に関する説明で、図７及び図１２と同じ符号については、重複説明を省略する。
【0105】
図１３を参照すると、ピクセルアレイ１１０Ｈは、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈ、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈ、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ、及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇを含む。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈ及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈのそれぞれは図２の一般ピクセルＮＰＸに対応する一般ピクセルを含み、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇ及び第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇのそれぞれは図２のＡＦピクセルＡＦＰＸに対応するＡＦピクセルを含む。
【0106】
一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈ及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈのそれぞれは、方形（例えば、長方形又は正方形）を有する。第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈ及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈのそれぞれは、１つのフォトダイオードＮＰＤＨ及び１つのフォトダイオードＮＰＤＨ上に配置される１つのマイクロレンズＭＬＮＨを含む１つの一般ピクセルを含む。
【0107】
第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈ及び第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇは第１方向Ｘに互いに隣接して配置され、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇ及び第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈは第１方向Ｘに互いに隣接して配置される。また、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇ及び第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈは第２方向Ｙに隣接して配置され、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈ及び第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇは第２方向Ｙに隣接して配置される。
【0108】
一実施形態において、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈよりも大きく、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈよりも大きい。また、一実施形態において、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈよりも大きく、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈよりも大きい。例えば、第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇの第１方向Ｘの第１長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈの第１方向Ｘの第１長さよりも長く、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇの第１方向Ｘの第１長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈの第１方向Ｘの第１長さよりも長い。また、例えば第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇの第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈの第２方向Ｙの第２長さと同一であり、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇの第２方向Ｙの第２長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈの第２方向Ｙの第２長さと同一である。但し、図１３とは違って、例えば第１ＡＦピクセルグループＡＰＧ１Ｇの第２方向Ｙの第２長さは第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈの第２方向Ｙの第２長さよりも長く、第２ＡＦピクセルグループＡＰＧ２Ｇの第２方向Ｙの第２長さは第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈの第２方向Ｙの第２長さよりも長くてもよい。
【0109】
一実施形態において、第１一般ピクセルグループＮＰＧ１Ｈの一般ピクセルはレッドカラーフィルタＲＦを含み、第２一般ピクセルグループＮＰＧ２Ｈの一般ピクセルはブルーカラーフィルタＢＦを含むが、本発明によるピクセルアレイ１１０Ｈは、それに限定されない。
【0110】
図１４は、フローティングディフュージョン領域を共有するピクセルを説明するための回路図である。図１４では、２個のピクセル、第１ピクセルＰＸ１及び第２ピクセルＰＸ２のみを図示しているが、３個以上のピクセルがフローティングディフュージョン領域ＦＤを共有することができ、以下の説明が同一に適用される。或いは、本発明によるピクセルアレイに含まれるピクセルは、それぞれ互いに区分されるフローティングディフュージョン領域ＦＤを含んでもよい。
【0111】
図１４を参照すると、第１ピクセルＰＸ１は、第１フォトダイオードＰＤ１、第１伝送トランジスタＴＸ１、選択トランジスタＳＸ、ドライブトランジスタＳＦ、及びリセットトランジスタＲＸを含む。第２ピクセルＰＸ２は、第２フォトダイオードＰＤ２、第２伝送トランジスタＴＸ２、選択トランジスタＳＸ、ドライブトランジスタＳＦ、及びリセットトランジスタＲＸを含む。第１ピクセルＰＸ１及び第２ピクセルＰＸ２は、フローティングディフュージョン領域ＦＤを互いに共有し、選択トランジスタＳＸ、ドライブトランジスタＳＦ、及びリセットトランジスタＲＸを互いに共有する共有ピクセル構造を形成する。一実施形態において、選択トランジスタＳＸ、ドライブトランジスタＳＦ、及びリセットトランジスタＲＸのうちの少なくとも１つが省略される。
【0112】
第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２のそれぞれは、光の強度によって可変される光電荷を生成する。例えば、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２のそれぞれは、Ｐ－Ｎ接合ダイオードであって、入射した光量に比例して電荷、即ち負の電荷である電子及び正の電荷である正孔を生成する。第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２のそれぞれは、光電変換素子の例であって、フォトトランジスタ（ｐｈｏｔｏ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、フォトゲート（ｐｈｏｔｏ ｇａｔｅ）、ピンドフォトダイオード（ｐｉｎｎｅｄ ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ：ＰＰＤ）、及びそれらの組合せのうちの少なくとも１つである。
【0113】
フローティングディフュージョン領域ＦＤは、キャパシタとして動作する。第１伝送トランジスタＴＸ１は、第１伝送制御信号ＴＳ１によって第１フォトダイオードＰＤ１で生成された光電荷をフローティングディフュージョン領域ＦＤに伝送する。第１伝送トランジスタＴＸ１がターンオン（ｔｕｒｎ－ｏｎ）されると、第１フォトダイオードＰＤ１で生成された光電荷が、フローティングディフュージョン領域ＦＤに伝送されて、フローティングディフュージョン領域ＦＤに累積して保存される。第２伝送トランジスタＴＸ２は、第２伝送制御信号ＴＳ２によって第２フォトダイオードＰＤ２で生成された光電荷をフローティングディフュージョン領域ＦＤに伝送する。
【0114】
リセットトランジスタＲＸは、フローティングディフュージョン領域ＦＤに蓄積された電荷を周期的にリセットする。リセットトランジスタＲＸのソース電極はフローティングディフュージョン領域ＦＤに連結され、ドレイン電極は電源電圧ＶＰＩＸに連結される。リセット制御信号ＲＳによってリセットトランジスタＲＸがターンオンされると、リセットトランジスタＲＸのドレイン電極に連結された電源電圧ＶＰＩＸがフローティングディフュージョン領域ＦＤに伝達される。リセットトランジスタＲＸがターンオンされると、フローティングディフュージョン領域ＦＤに蓄積された電荷が排出されてフローティングディフュージョン領域ＦＤがリセットされる。
【0115】
フローティングディフュージョン領域ＦＤに蓄積された光電荷量によってドライブトランジスタＳＦが制御される。ドライブトランジスタＳＦは、バッファ増幅器（ｂｕｆｆｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）であって、フローティングディフュージョン領域ＦＤに充電された電荷による信号をバッファリングする。ドライブトランジスタＳＦは、フローティングディフュージョン領域ＦＤの電位変化を増幅し、それをカラム出力ライン（例えば、図２の第１～第ｎ－１カラム出力ライン（ＣＬＯ＿０～ＣＬＯ＿ｎ－１）のうちの１つのカラム出力ライン）にピクセル信号ＶＯＵＴとして出力する。
【0116】
選択トランジスタＳＸは、ドレイン端子がドライブトランジスタＳＦのソース端子に連結され、選択信号ＳＥＬＳに応答して、カラム出力ラインを介してＣＤＳ（例えば、図２の１５１）にピクセル信号ＶＯＵＴを出力する。
【0117】
図１５は、マルチカメラモジュールを含む電子装置のブロック図である。図１６は、図１５のカメラモジュールの詳細ブロック図である。図１６は、カメラモジュール１１００ｂの詳細構成について説明するが、以下の説明は、実施形態よって他のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ）に対しても同様に適用される。
【0118】
図１５を参照すると、電子装置１０００は、カメラモジュールグループ１１００、アプリケーションプロセッサ１２００、ＰＭ（電源管理）ＩＣ１３００、及び外部メモリ１４００を含む。カメラモジュールグループ１１００は、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）を含む。図面には、３個のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）が配置された実施形態を示しているが、実施形態は、それに制限されるものではない。
【0119】
図１５及び図１６を参照すると、カメラモジュール１１００ｂは、プリズム１１０５、光学経路ホールディング要素（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐａｔｈ Ｆｏｌｄｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔ、以下、「ＯＰＦＥ」）１１１０、アクチュエータ１１３０、イメージセンシング装置１１４０、及び保存部１１５０を含む。
【0120】
プリズム１１０５は、光反射物質の反射面１１０７を含んで外部から入射する光Ｌの経路を変更する。一実施形態において、プリズム１１０５は、第１方向Ｘに入射する光Ｌの経路を第１方向Ｘに垂直な第２方向Ｙに変更する。プリズム１１０５は、中心軸１１０６に対するＡ方向に光反射物質の反射面１１０７を回転させるか、又は中心軸１１０６をＢ方向に回転させることで、第１方向Ｘに入射する光Ｌの経路を第２方向Ｙに変更する。その場合、ＯＰＦＥ１１１０は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに垂直な第３方向Ｚに移動する。ＯＰＦＥ１１１０は、例えばｍ（ここで、ｍは自然数）個のグループからなる光学レンズを含む。アクチュエータ１１３０は、ＯＰＦＥ１１１０又は光学レンズ（以下、光学レンズと指称）を特定位置に移動させる。
【0121】
イメージセンシング装置１１４０は、イメージセンサ１１４２、制御ロジック１１４４、及びメモリ１１４６を含む。イメージセンサ１１４２は、光学レンズを介して提供される光Ｌを用いてセンシング対象のイメージをセンシングする。イメージセンサ１１４２は、図１で説明したイメージセンサ１００であり、図３～図１３で説明したピクセルアレイ（１１０Ａ～１１０Ｈ）のうちの少なくとも１つを含む。
【0122】
制御ロジック１１４４は、カメラモジュール１１００ｂの全般的な動作を制御する。例えば、制御ロジック１１４４は、制御信号ラインＣＳＬｂを介して提供される制御信号によってカメラモジュール１１００ｂの動作を制御する。メモリ１１４６は、キャリブレーションデータ１１４７のようなカメラモジュール１１００ｂの動作に必要な情報を保存する。
【0123】
一実施形態において、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）のうちの１つのカメラモジュール（例えば、１１００ｂ）は上述したプリズム１１０５及びＯＰＦＥ１１１０を含む折り畳みレンズ（ｆｏｌｄｅｄ ｌｅｎｓ）形態のカメラモジュールであり、残りのカメラモジュール（例えば、１１００ａ、１１００ｂ）はプリズム１１０５及びＯＰＦＥ１１１０を含まないバーティカル（ｖｅｒｔｉｃａｌ）形態のカメラモジュールであるが、実施形態は、それに制限されるものではない。
【0124】
一実施形態において、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）のうちの１つのカメラモジュール（例えば、１１００ｃ）は、例えばＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ）を用いてデプス（ｄｅｐｔｈ）情報を抽出するバーティカル形態のデプスカメラ（ｄｅｐｔｈ ｃａｍｅｒａ）である。その場合、アプリケーションプロセッサ１２００は、そのようなデプスカメラから提供されるイメージデータ値と他のカメラモジュール（例えば、１１００ａ又は１１００ｂ）から提供されるイメージデータ値を併合（ｍｅｒｇｅ）して３次元デプスイメージ（３Ｄ ｄｅｐｔｈ ｉｍａｇｅ）を生成する。
【0125】
一実施形態において、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）のうちの少なくとも２つのカメラモジュール（例えば、１１００ａ、１１００ｂ）は、それぞれ異なる観測視野（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ、視野角）を有する。その場合、例えば複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）のうちの少なくとも２つのカメラモジュール（例えば、１１００ａ、１１００ｂ）の光学レンズはそれぞれ異なるが、それに制限されるものではない。
【0126】
また、一実施形態において、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々の視野角はそれぞれ異なる。その場合、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々に含まれる光学レンズもそれぞれ異なるが、それに制限されるものではない。
【0127】
一実施形態において、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々は、それぞれ物理的に分離されて配置される。即ち、１つのイメージセンサ１１４２）のセンシング領域を複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）が分割して使用するのではなく、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々の内部に独立したイメージセンサ１１４２が配置される。
【0128】
また、図１５を参照すると、アプリケーションプロセッサ１２００は、イメージ処理装置１２１０、メモリコントローラ１２２０、内部メモリ１２３０を含む。アプリケーションプロセッサ１２００は、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）から分離されて具現される。例えば、アプリケーションプロセッサ１２００と複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）とは、別途の半導体チップにそれぞれ分離されて具現される。
【0129】
イメージ処理装置１２１０は、複数のサブイメージプロセッサ（１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ）、イメージ生成器１２１４、及びカメラモジュールコントローラ１２１６を含む。
【0130】
イメージ処理装置１２１０は、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の個数に対応する個数の複数のサブイメージプロセッサ（１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ）を含む。
【0131】
複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々から生成されたイメージデータは、それぞれ分離されたイメージ信号ライン（ＩＳＬａ、ＩＳＬｂ、ＩＳＬｃ）を介して、対応するサブイメージプロセッサ（１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ）に提供される。例えば、カメラモジュール１１００ａから生成されたイメージデータはイメージ信号ラインＩＳＬａを介してサブイメージプロセッサ１２１２ａに提供され、カメラモジュール１１００ｂから生成されたイメージデータはイメージ信号ラインＩＳＬｂを介してサブイメージプロセッサ１２１２ｂに提供され、カメラモジュール１１００ｃから生成されたイメージデータはイメージ信号ラインＩＳＬｃを介してサブイメージプロセッサ１２１２ｃに提供される。そのようなイメージデータの伝送は、例えばＭＩＰＩ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に基づくカメラ直列インターフェース（ＣＳＩ：Ｃａｍｅｒａ Ｓｅｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いて行われるが、実施形態は、それに制限されるものではない。
【0132】
複数のサブイメージプロセッサ（１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ）の各々に提供されたイメージデータは、イメージ生成器１２１４に提供される。イメージ生成器１２１４は、イメージ生成情報（Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）又はモード信号（Ｍｏｄｅ Ｓｉｇｎａｌ）によって、複数のサブイメージプロセッサ（１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ）の各々から提供されたイメージデータを用いて出力イメージを生成する。
【0133】
具体的に、イメージ生成器１２１４は、イメージ生成情報又はモード信号によって、それぞれ異なる視野角を有する複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々から生成されたイメージデータ値のうちの少なくとも一部を併合（ｍｅｒｇｅ）して出力イメージを生成する。また、イメージ生成器１２１４は、イメージ生成情報又はモード信号によって、それぞれ異なる視野角を有する複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々から生成されたイメージデータのうちのいずれか１つを選択して出力イメージを生成する。
【0134】
カメラモジュールコントローラ１２１６は、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々に制御信号を提供する。カメラモジュールコントローラ１２１６から生成された制御信号は、それぞれ分離された制御信号ライン（ＣＳＬａ、ＣＳＬｂ、ＣＳＬｃ）を介して複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）のうちの対応するカメラモジュールに提供される。
【0135】
アプリケーションプロセッサ１２００は、受信されたイメージデータ、即ちエンコードされたデータを内部に備えられた内部メモリ１２３０又はアプリケーションプロセッサ１２００の外部メモリ１４００に保存し、その後、内部メモリ１２３０又は外部メモリ１４００からエンコードされたデータを読み取ってデコーディングし、デコーディングされたイメージデータに基づいて生成されたイメージをディスプレイする。例えば、イメージ処理装置１２１０の複数のサブイメージプロセッサ（１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ）のうちの対応するサブイメージプロセッサがデコーディングを行う。またアプリケーションプロセッサ１２００はデコーディングされたイメージデータに対してイメージ処理を行う。
【0136】
ＰＭＩＣ１３００は、複数のカメラモジュール（１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ）の各々に電力、例えば電源電圧を供給する。例えば、ＰＭＩＣ１３００は、アプリケーションプロセッサ１２００の制御下で、パワー信号ラインＰＳＬａを介してカメラモジュール１１００ａに第１電力を供給し、パワー信号ラインＰＳＬｂを介してカメラモジュール１１００ｂに第２電力を供給し、パワー信号ラインＰＳＬｃを介してカメラモジュール１１００ｃに第３電力を供給する。
【0137】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【0138】
１０ デジタル撮像装置
１１ 撮像部
１２ プロセッサ
１１＿１ レンズ
１１＿２ レンズ駆動部
１１＿３ しぼり
１１＿４ しぼり駆動部
２０ 客体
１００ イメージセンサ
１１０、１１０Ａ、１１０Ａ１、１１０Ａ２、１１０Ａ３、１１０Ａ４、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｄ’、１１０Ｄ１、１１０Ｄ２、１１０Ｄ３、１１０Ｄ３、１１０Ｅ、１１０Ｆ、１１０Ｆ’、１１０Ｇ、１１０Ｇ’、１１０Ｈ ピクセルアレイ
１２０ 制御部
１３０ 信号処理部
１４０ ロウドライバ
１５０ 信号読出部
１５１ 相関二重サンプラ（ＣＤＳ）
１５３ アナログ－デジタルコンバータ（ＡＤＣ）
１５５ バッファ
１５７ ランプ信号生成器
１０００ 電子装置
１１００ カメラモジュールグループ
１１００ａ～１１００ｃ カメラモジュール
１１０５ プリズム
１１０６ 中心軸
１１０７ 反射面
１１１０ 光学経路ホールディング要素（ＯＰＦＥ）
１１３０ アクチュエータ
１１４０ イメージセンシング装置
１１４２ イメージセンサ
１１４４ 制御ロジック
１１４６ メモリ
１１４７ キャリブレーションデータ
１１５０ 保存部
１２００ アプリケーションプロセッサ
１２１０ イメージ処理装置
１２１２ａ～１２１２ｃ サブイメージプロセッサ
１２１４ イメージ生成器
１２１６ カメラモジュールコントローラ
１２２０ メモリコントローラ
１２３０ 内部メモリ
１３００ ＰＭ（電源管理）ＩＣ
１４００ 外部メモリ
ＡＦＰＸ ＡＦピクセル
ＡＦＰＸ１、ＡＦＰＸ１１、ＡＦＰＸ１２、ＡＦＰＸ１３、ＡＦＰＸ１Ｂ、ＡＦＰＸ１Ｃ 第１ＡＦピクセル
ＡＦＰＸ２、ＡＦＰＸ２１、ＡＦＰＸ２２、ＡＦＰＸ２３、ＡＦＰＸ２Ｂ、ＡＦＰＸ２Ｃ 第２ＡＦピクセル
ＡＰＤ１、ＡＰＤ１１、ＡＰＤ２１、ＡＰＤ３１、ＡＰＤ４１、ＮＰＤ１、ＰＤ１ 第１フォトダイオード
ＡＰＤ２、ＡＰＤ１２、ＡＰＤ２２、ＡＰＤ３２、ＡＰＤ４２、ＮＰＤ２、ＰＤ２ 第２フォトダイオード
ＡＰＤ３、ＡＰＤ１３、ＡＰＤ２３、ＡＰＤ３３、ＡＰＤ４３、ＮＰＤ３ 第３フォトダイオード
ＡＰＤ４、ＡＰＤ１４、ＡＰＤ２４、ＡＰＤ３４、ＡＰＤ４４、ＮＰＤ４ 第４フォトダイオード
ＡＰＧ１、ＡＰＧ１’ＡＰＧ１１、ＡＰＧ１２、ＡＰＧ１Ｆ、ＡＰＧ１Ｇ 第１ＡＦピクセルグループ
ＡＰＧ２、ＡＰＧ２’ＡＰＧ２１、ＡＰＧ２２、ＡＰＧ２Ｆ、ＡＰＧ２Ｇ 第２ＡＦピクセルグループ
ＢＦ ブルーカラーフィルタ
ＣＳＬａ～ＣＳＬｃ 制御信号ライン
ＦＤ フローティングディフュージョン領域
ＧＦ グリーンカラーフィルタ
ＩＳＬａ～ＩＳＬｃ イメージ信号ライン
ＭＬＡＦ、ＭＬＡＦＢ、ＭＬＡＦＣ、ＭＬＡＦＤ、ＭＬＡＦＦ、ＭＬＡＦＧ、ＭＬＮ、ＭＬＮＤ、ＭＬＮＤ’、ＭＬＮＥ、ＭＬＮＨ マイクロレンズ
ＮＰＤ、ＮＰＤＥ、ＮＰＤＨ フォトダイオード
ＮＰＧ１、ＮＰＧ１’、ＮＰＧ１３、ＮＰＧ１４、ＮＰＧ１Ｅ、ＮＰＧ１Ｈ 第１一般ピクセルグループ
ＮＰＧ２、ＮＰＧ２’、ＮＰＧ２３、ＮＰＧ２４、ＮＰＧ２Ｅ、ＮＰＧ２Ｈ 第２一般ピクセルグループ
ＮＰＸ 一般ピクセル
ＮＰＸ１、ＮＰＸ１３、ＮＰＸ１４ 第１一般ピクセル
ＮＰＸ２、ＮＰＸ２３、ＮＰＸ２４ 第２一般ピクセル
ＰＳＬａ～ＰＳＬｃ パワー信号ライン
ＰＸ ピクセル
ＰＸ１、ＰＸ２ 第１、第２ピクセル
ＲＦ レッドカラーフィルタ
ＲＳ、ＲＳｓ リセット制御信号
ＲＸ リセットトランジスタ
ＳＥＬＳ、ＳＥＬＳｓ 選択信号
ＳＦ ドライブトランジスタ
ＳＸ 選択トランジスタ
ＴＳ１、ＴＳ２ 第１、第２伝送制御信号
ＴＳｓ 伝送制御信号
ＴＸ１、ＴＸ２ 第１、第２伝送トランジスタ
ＶＯＵＴ ピクセル信号
ＶＰＩＸ 電源電圧
ＷＦ ホワイトカラーフィルタ
ＹＦ イエロカラーフィルタ
１１ 撮像部
１２ プロセッサ
１１＿１ レンズ
１１＿２ レンズ駆動部
１１＿３ しぼり
１１＿４ しぼり駆動部
２０ 客体
１００ イメージセンサ
１１０、１１０Ａ、１１０Ａ１、１１０Ａ２、１１０Ａ３、１１０Ａ４、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｄ’、１１０Ｄ１、１１０Ｄ２、１１０Ｄ３、１１０Ｄ３、１１０Ｅ、１１０Ｆ、１１０Ｆ’、１１０Ｇ、１１０Ｇ’、１１０Ｈ ピクセルアレイ
１２０ 制御部
１３０ 信号処理部
１４０ ロウドライバ
１５０ 信号読出部
１５１ 相関二重サンプラ（ＣＤＳ）
１５３ アナログ－デジタルコンバータ（ＡＤＣ）
１５５ バッファ
１５７ ランプ信号生成器
１０００ 電子装置
１１００ カメラモジュールグループ
１１００ａ～１１００ｃ カメラモジュール
１１０５ プリズム
１１０６ 中心軸
１１０７ 反射面
１１１０ 光学経路ホールディング要素（ＯＰＦＥ）
１１３０ アクチュエータ
１１４０ イメージセンシング装置
１１４２ イメージセンサ
１１４４ 制御ロジック
１１４６ メモリ
１１４７ キャリブレーションデータ
１１５０ 保存部
１２００ アプリケーションプロセッサ
１２１０ イメージ処理装置
１２１２ａ～１２１２ｃ サブイメージプロセッサ
１２１４ イメージ生成器
１２１６ カメラモジュールコントローラ
１２２０ メモリコントローラ
１２３０ 内部メモリ
１３００ ＰＭ（電源管理）ＩＣ
１４００ 外部メモリ
ＡＦＰＸ ＡＦピクセル
ＡＦＰＸ１、ＡＦＰＸ１１、ＡＦＰＸ１２、ＡＦＰＸ１３、ＡＦＰＸ１Ｂ、ＡＦＰＸ１Ｃ 第１ＡＦピクセル
ＡＦＰＸ２、ＡＦＰＸ２１、ＡＦＰＸ２２、ＡＦＰＸ２３、ＡＦＰＸ２Ｂ、ＡＦＰＸ２Ｃ 第２ＡＦピクセル
ＡＰＤ１、ＡＰＤ１１、ＡＰＤ２１、ＡＰＤ３１、ＡＰＤ４１、ＮＰＤ１、ＰＤ１ 第１フォトダイオード
ＡＰＤ２、ＡＰＤ１２、ＡＰＤ２２、ＡＰＤ３２、ＡＰＤ４２、ＮＰＤ２、ＰＤ２ 第２フォトダイオード
ＡＰＤ３、ＡＰＤ１３、ＡＰＤ２３、ＡＰＤ３３、ＡＰＤ４３、ＮＰＤ３ 第３フォトダイオード
ＡＰＤ４、ＡＰＤ１４、ＡＰＤ２４、ＡＰＤ３４、ＡＰＤ４４、ＮＰＤ４ 第４フォトダイオード
ＡＰＧ１、ＡＰＧ１’ＡＰＧ１１、ＡＰＧ１２、ＡＰＧ１Ｆ、ＡＰＧ１Ｇ 第１ＡＦピクセルグループ
ＡＰＧ２、ＡＰＧ２’ＡＰＧ２１、ＡＰＧ２２、ＡＰＧ２Ｆ、ＡＰＧ２Ｇ 第２ＡＦピクセルグループ
ＢＦ ブルーカラーフィルタ
ＣＳＬａ～ＣＳＬｃ 制御信号ライン
ＦＤ フローティングディフュージョン領域
ＧＦ グリーンカラーフィルタ
ＩＳＬａ～ＩＳＬｃ イメージ信号ライン
ＭＬＡＦ、ＭＬＡＦＢ、ＭＬＡＦＣ、ＭＬＡＦＤ、ＭＬＡＦＦ、ＭＬＡＦＧ、ＭＬＮ、ＭＬＮＤ、ＭＬＮＤ’、ＭＬＮＥ、ＭＬＮＨ マイクロレンズ
ＮＰＤ、ＮＰＤＥ、ＮＰＤＨ フォトダイオード
ＮＰＧ１、ＮＰＧ１’、ＮＰＧ１３、ＮＰＧ１４、ＮＰＧ１Ｅ、ＮＰＧ１Ｈ 第１一般ピクセルグループ
ＮＰＧ２、ＮＰＧ２’、ＮＰＧ２３、ＮＰＧ２４、ＮＰＧ２Ｅ、ＮＰＧ２Ｈ 第２一般ピクセルグループ
ＮＰＸ 一般ピクセル
ＮＰＸ１、ＮＰＸ１３、ＮＰＸ１４ 第１一般ピクセル
ＮＰＸ２、ＮＰＸ２３、ＮＰＸ２４ 第２一般ピクセル
ＰＳＬａ～ＰＳＬｃ パワー信号ライン
ＰＸ ピクセル
ＰＸ１、ＰＸ２ 第１、第２ピクセル
ＲＦ レッドカラーフィルタ
ＲＳ、ＲＳｓ リセット制御信号
ＲＸ リセットトランジスタ
ＳＥＬＳ、ＳＥＬＳｓ 選択信号
ＳＦ ドライブトランジスタ
ＳＸ 選択トランジスタ
ＴＳ１、ＴＳ２ 第１、第２伝送制御信号
ＴＳｓ 伝送制御信号
ＴＸ１、ＴＸ２ 第１、第２伝送トランジスタ
ＶＯＵＴ ピクセル信号
ＶＰＩＸ 電源電圧
ＷＦ ホワイトカラーフィルタ
ＹＦ イエロカラーフィルタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】