본 개시의 일 실시예에 따르면, 단광자 애벌런치 다이오드 기반의 이미지 센서는 사전 결정된 노출 시간 동안 수용되는 복수의 포톤 각각에 대응하는 복수의 펄스를 생성하는 단광자 애벌런치 다이오드(SPAD, Single Photon Avalanche Diode), 복수의 펄스 중 노출 시간 내 일부 시간 동안 수신된 펄스 세트를 수신하는 프론트-엔드 회로 및 펄스 세트 내 펄스의 개수를 카운팅하는 카운터를 포함하고, 일부 시간의 종점은 펄스 세트 내 펄스의 개수를 카운팅한 카운터의 오버플로우 시점에 기초할 수 있다.