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公開番号2025166820
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-06
出願番号2025071900
出願日2025-04-23
発明の名称イメージセンサ及びその動作方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類H04N 23/65 20230101AFI20251029BHJP(電気通信技術)
要約【課題】電力を減少させクロック供給の遅延を最小化するイメージセンサ及びその動作方法を提供する。
【解決手段】複数のクロックコンシューマ(CC)と複数のブロッククロック管理ユニット(BCMU)、及びトップクロック管理ユニット(TCMU)を含み、各BCMUがCCの内の少なくとも1つのCCから受信された第1クロック要請信号に対応して第2クロック要請信号をTCMUに伝送し、TCMUは各第2クロック要請信号に対応する各クロック応答信号を伝送し、TCMUは第2クロック要請信号及びクロック応答信号の送受信に形成されたチャネルを介して第2クロック信号を各BCMUに伝送し、チャネルを介して第2クロック信号が伝送される間に、各BCMUはCCの内の第1クロック要請信号を伝送したCCに第1クロック要請信号に対応する第1クロック信号を第2クロック信号に基づいて伝送する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のセンシングピクセルを含むピクセルアレイと、
前記ピクセルアレイから受信した電気的信号をイメージデータに変換するリードアウト回路と、
前記リードアウト回路から出力されたイメージデータをイメージ処理するイメージ信号プロセッサと、を有し、
前記イメージ信号プロセッサは、
第１クロック要請信号を生成し、前記第１クロック要請信号に対応する第１クロック信号を受信するクロックコンシューマと、
前記クロックコンシューマから前記第１クロック要請信号を受信し、前記第１クロック要請信号に対応する第２クロック要請信号を生成し、前記第２クロック要請信号に対応するクロック応答信号及び第２クロック信号を受信するブロッククロック管理ユニットと、
前記ブロッククロック管理ユニットから前記第２クロック要請信号を受信し、前記第２クロック要請信号に対応する前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を生成し、前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を前記ブロッククロック管理ユニットに伝送するトップクロック管理ユニットと、を含み、
前記ブロッククロック管理ユニットは、前記第２クロック信号に基づき、前記第１クロック要請信号に対応する前記第１クロック信号を生成し、前記第１クロック信号を前記クロックコンシューマに伝送することを特徴とするイメージセンサ。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
前記クロックコンシューマにイメージフレームの垂直ブランク区間の終了時点を示す開始信号を伝送するアナログ制御ロジックをさらに有し、
前記クロックコンシューマは、前記開始信号に対応して前記第１クロック要請信号を生成す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３】
前記クロックコンシューマにイメージフレームの垂直ブランク区間の終了時点を示す開始信号を伝送するアナログ制御ロジックと、
前記クロックコンシューマに前記クロックコンシューマの動作の活性化を制御するイネーブル信号を生成するイネーブルレジスタと、をさらに有し、
前記クロックコンシューマは、
前記イネーブル信号が活性化信号であれば、前記開始信号に対応して前記第１クロック要請信号を生成し、
前記イネーブル信号が非活性化信号であれば、前記開始信号に対応しな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４】
前記ブロッククロック管理ユニットは、前記第１クロック要請信号の受信開始時点から前記第１クロック要請信号の受信中断時点後、マージン値が経過した時点まで、前記第１クロック要請信号に対応する前記第１クロック信号を伝送す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５】
それぞれが、第１クロック要請信号を生成し、前記第１クロック要請信号に対応する第１クロック信号を受信する複数のクロックコンシューマと、
前記複数のクロックコンシューマそれぞれから前記第１クロック要請信号を受信し、前記第１クロック要請信号に対応する第２クロック要請信号を生成し、前記第２クロック要請信号に対応するクロック応答信号及び第２クロック信号を受信するブロッククロック管理ユニットと、
前記ブロッククロック管理ユニットから前記第２クロック要請信号を受信し、前記第２クロック要請信号に対応する前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を生成し、前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を前記ブロッククロック管理ユニットに伝送するトップクロック管理ユニットと、を有し、
前記ブロッククロック管理ユニットは、前記第２クロック信号に基づき、前記第１クロック要請信号に対応する前記第１クロック信号を生成し、前記第１クロック信号を前記複数のクロックコンシューマそれぞれに伝送し、
前記ブロッククロック管理ユニットは、
前記複数のクロックコンシューマの内の１つのクロックコンシューマから前記第１クロック要請信号を受信すれば、前記第２クロック要請信号を生成し、
前記複数のクロックコンシューマ全部が前記第１クロック要請信号の伝送を中断すれば、前記第２クロック要請信号の生成を中断することを特徴とするイメージセンサ。
【請求項６】
前記複数のクロックコンシューマは、第１クロックコンシューマ及び第２クロックコンシューマを含み、
前記第１クロックコンシューマが前記第１クロック要請信号の生成を中断する時点と前記第２クロックコンシューマが前記第１クロック要請信号の生成を中断する時点とは互いに異なることを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
前記複数のクロックコンシューマは、第１クロックコンシューマ及び第２クロックコンシューマを含み、
前記第１クロックコンシューマにイメージフレームの垂直ブランク区間の終了時点を示す開始信号を伝送するアナログ制御ロジックと、
前記第２クロックコンシューマの動作の活性化を制御するレジスタと、をさらに有し、
前記第１クロックコンシューマは、前記開始信号に対応して前記第１クロック要請信号を生成し、
前記第２クロックコンシューマの前記第１クロック要請信号は、前記レジスタによって生成されることを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
前記第１クロックコンシューマが前記第１クロック要請信号を生成する時点と前記レジスタが前記第１クロック要請信号を生成する時点とは互いに異なることを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記ブロッククロック管理ユニットは、前記第１クロック要請信号の受信開始時点から前記第１クロック要請信号の受信中断時点後、マージン値が経過した時点まで、前記第１クロック要請信号に対応する前記第１クロック信号を伝送し、
前記複数のクロックコンシューマは、第１クロックコンシューマ及び第２クロックコンシューマを含み、
前記第１クロックコンシューマの第１マージン値と前記第２クロックコンシューマの第２マージン値とは互いに異なることを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
クロックコンシューマ、ブロッククロック管理ユニット、及びトップクロック管理ユニットを含むイメージセンサの動作方法であって、
前記クロックコンシューマによって、第１クロック要請信号を生成する段階と、
前記クロックコンシューマによって、前記第１クロック要請信号を前記ブロッククロック管理ユニットに伝送する段階と、
前記ブロッククロック管理ユニットによって、前記第１クロック要請信号に対応する第２クロック要請信号を生成し、前記第２クロック要請信号を前記トップクロック管理ユニットに伝送する段階と、
前記トップクロック管理ユニットによって、前記第２クロック要請信号に対応するクロック応答信号及び第２クロック信号を生成し、前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を前記ブロッククロック管理ユニットに伝送する段階と、
前記ブロッククロック管理ユニットによって、前記第２クロック信号に基づき、前記第１クロック要請信号に対応する第１クロック信号を前記クロックコンシューマに伝送する段階と、
前記クロックコンシューマによる前記第１クロック要請信号の伝送が中断されれば、前記ブロッククロック管理ユニットによって、前記クロックコンシューマに対する前記第１クロック信号の伝送を中断する段階と、を有することを特徴とするイメージセンサの動作方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージ処理に関し、特に、クロック管理ユニットを介してイメージ処理に必要なクロックを提供するイメージセンサ及びその動作方法に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、イメージセンサの性能が向上しつつ、スマートフォン（ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ）とデジタルカメラ（ｄｉｇｉｔａｌｃａｍｅｒａ）などの携帯用機器（ｐｏｒｔａｂｌｅｄｅｖｉｃｅ）以外の多様な家電製品にもイメージセンサが広く使用されている。
電力消費を最大限減らせねばならないモバイル（ｍｏｂｉｌｅ）装置分野で、イメージセンサの電力消費を減らすための研究が活発に進められている。
【０００３】
イメージセンサから提供されるイメージデータは、フレーム単位で構成され、フレームの開始を示す信号が存在する。
また、現在フレームの最後のイメージデータを処理した後、次のフレームの最初イメージデータを処理するまでの期間の間、いかなるイメージデータも入力されないということが保証され得る。
【０００４】
そのようなイメージセンサの特徴を用いて、電力消費を減少させつつ、イメージセンサに適した方式でクロックを制御する必要があり、課題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来のイメージセンサにおける課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、イメージセンサにクロックを供給するに当たり、電力を減少させ、クロック供給の遅延を最小化するイメージセンサ及びその動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明によるイメージセンサは、複数のセンシングピクセルを含むピクセルアレイと、前記ピクセルアレイから受信した電気的信号をイメージデータに変換するリードアウト回路と、前記リードアウト回路から出力されたイメージデータをイメージ処理するイメージ信号プロセッサと、を有し、前記イメージ信号プロセッサは、第１クロック要請信号を生成し、前記第１クロック要請信号に対応する第１クロック信号を受信するクロックコンシューマと、前記クロックコンシューマから前記第１クロック要請信号を受信し、前記第１クロック要請信号に対応する第２クロック要請信号を生成し、前記第２クロック要請信号に対応するクロック応答信号及び第２クロック信号を受信するブロッククロック管理ユニットと、前記ブロッククロック管理ユニットから前記第２クロック要請信号を受信し、前記第２クロック要請信号に対応する前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を生成し、前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を前記ブロッククロック管理ユニットに伝送するトップクロック管理ユニットと、を含み、前記ブロッククロック管理ユニットは、前記第２クロック信号に基づき、前記第１クロック要請信号に対応する前記第１クロック信号を生成し、前記第１クロック信号を前記クロックコンシューマに伝送することを特徴とする。
【０００７】
本発明の実施形態によるイメージセンサは、それぞれが、第１クロック要請信号を生成し、前記第１クロック要請信号に対応する第１クロック信号を受信する複数のクロックコンシューマと、前記複数のクロックコンシューマそれぞれから前記第１クロック要請信号を受信し、前記第１クロック要請信号に対応する第２クロック要請信号を生成し、前記第２クロック要請信号に対応するクロック応答信号及び第２クロック信号を受信するブロッククロック管理ユニットと、前記ブロッククロック管理ユニットから前記第２クロック要請信号を受信し、前記第２クロック要請信号に対応する前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を生成し、前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を前記ブロッククロック管理ユニットに伝送するトップクロック管理ユニットと、を有し、前記ブロッククロック管理ユニットは、前記第２クロック信号に基づき、前記第１クロック要請信号に対応する前記第１クロック信号を生成し、前記第１クロック信号を前記複数のクロックコンシューマそれぞれに伝送し、前記ブロッククロック管理ユニットは、前記複数のクロックコンシューマの内の１つのクロックコンシューマから前記第１クロック要請信号を受信すれば、前記第２クロック要請信号を生成し、前記複数のクロックコンシューマ全部が前記第１クロック要請信号の伝送を中断すれば、前記第２クロック要請信号の生成を中断することができる。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明によるイメージセンサの動作方法は、クロックコンシューマ、ブロッククロック管理ユニット、及びトップクロック管理ユニットを含むイメージセンサの動作方法であって、前記クロックコンシューマによって、第１クロック要請信号を生成する段階と、前記クロックコンシューマによって、前記第１クロック要請信号を前記ブロッククロック管理ユニットに伝送する段階と、前記ブロッククロック管理ユニットによって、前記第１クロック要請信号に対応する第２クロック要請信号を生成し、前記第２クロック要請信号を前記トップクロック管理ユニットに伝送する段階と、前記トップクロック管理ユニットによって、前記第２クロック要請信号に対応するクロック応答信号及び第２クロック信号を生成し、前記クロック応答信号及び前記第２クロック信号を前記ブロッククロック管理ユニットに伝送する段階と、前記ブロッククロック管理ユニットによって、前記第２クロック信号に基づき、前記第１クロック要請信号に対応する第１クロック信号を前記クロックコンシューマに伝送する段階と、前記クロックコンシューマによる前記第１クロック要請信号の伝送が中断されれば、前記ブロッククロック管理ユニットによって、前記クロックコンシューマに対する前記第１クロック信号の伝送を中断する段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るイメージセンサ及びその動作方法によれば、イメージセンサに含まれた複数のクロックコンシューマそれぞれに対して、イメージ処理実行が必要な期間にのみクロックを供給することができるので、不要なクロック供給による電力を減少させることができる。
また、イメージセンサに含まれた複数のクロックコンシューマに対して、クロック供給の遅延を最小化することができるので、イメージセンサに適したクロック制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態によるイメージセンサの概略構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサの概略構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサの概略構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作を説明するためのブロック図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作での送受信信号のタイミング図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作での送受信信号のタイミング図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作を説明するためのブロック図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作での信号のタイミング図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作での信号のタイミング図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作を説明するためのブロック図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作での信号のタイミング図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作での信号のタイミング図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作を説明するためのブロック図である。
本発明の実施形態によるイメージ信号プロセッサのブロックの動作での信号のタイミング図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサの動作方法を説明するためのフローチャートである。
本発明の実施形態によるイメージ処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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