KR100691183B1 - 화소 단위의 포화 방지 기능을 구비한 이미지 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빛의 양에 따라서 화소 단위로 다이내믹 레인지(Dynamic range)를 가변함으로써 전체 화면의 색 재현성을 저하하지 않고도 포화를 방지할 수 있는 화소 단위의 포화 방지가 가능한 ＣＭＯＳ 이미지 센서에 관한 것으로서, 광 전하를 생성하는 포토 다이오드와, 상기 포토다이오드에서 생성된 전하량을 일정 이득으로 증폭 하는 드라이브 트랜지스터를 포함한 이미지 센서에 있어서, 상기 드라이브 트랜지스터의 출력 전압을 입력받아, 상기 출력 전압이 한계레벨을 벗어나는 경우 이미지 센서가 포화 상태인 것으로 판단하는 포화 감지 수단; 상기 포화 감지 수단의 판단 결과에 따라서 온/오프 스위칭하는 스위칭수단; 및 상기 스위칭 수단의 온/오프에 따라서 선택적으로 상기 포토다이오드 및 드라이브 트랜지스터의 게이트에 동시에 연결되어, 상기 스위칭 수단을 통해 전달된 포토 다이오드의 전하를 저장하는 복수의 플로팅 디퓨전을 포함하여 이루어진다.
CIS(CMOS image sensor), 플로팅 디퓨젼(floating diffusion), 동작 범위(dynamic range), 포화(saturation), 포토 다이오드

Description

화소 단위의 포화 방지 기능을 구비한 이미지 센서{Image sensor with anti-saturation function of pixel level}
도 1은 본 발명에 의한 이미지 센서의 회로 구성도이다.
도 2의 (a),(b)는 본 발명에 의한 이미지 센서의 동작상태별 등가 회로도이다.
도 3의 (a),(b)는 본 발명에 의한 이미지 센서의 동작 타이밍 도이다.
도 4는 종래의 이미지 센서의 회로도이다.
도 5는 종래의 다른 이미지 센서의 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
31: 인버터
32: 피드백 라인
Q1~Q7: 트랜지스터
PD: 포토 다이오드
FD1, FD2: 플로팅 디퓨전(Floating diffusion)
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빛의 양에 따라서 화소 단위로 다이내믹 레인지(Dynamic range)를 가변함으로써 전체 화면의 색 재현성을 저하하지 않고도 포화를 방지할 수 있는 화소 단위의 포화 방지 기능을 구비한 ＣＭＯＳ 이미지 센서에 관한 것이다.
일반적으로 자연계에 존재하는 각 피사체들은 부분별로 빛의 밝기 및 파장이 서로 다르게 나타난다. 이미지 센서는 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 피사체의 서로 다른 밝기 및 파장을 신호 처리 가능한 레벨의 전기적인 값으로 출력하는 소자이다.
삭제
상술한 이미지 센서는 빛에 반응하는 반도체 소자와, 상기 반도체 소자의 전기적 변화를 소정 레벨의 전기적인 신호로 출력하기 위한 다수의 트랜지스터로 이루어진다.
도 4는 종래의 단위 화소로 이용되는 이미지 센서 중 3 TR CMOS 이미지 센서를 나타낸 회로도이다.
도 4를 참조하면, 상기 이미지 센서는 빛에 반응하여 용량 값이 변화되는 포 토 다이오드(PD)와, 다음 신호의 검출을 위해 상기 포토 다이오드(PD)를 리셋시키는 리셋 트랜지스터(Q2)와, 상기 포토 다이오드(PD)에 저장된 전기신호에 의하여 소스 팔로워(source follower) 역할을 수행하는 드라이브 트랜지스터(Q4)와, 감지 값의 출력을 선택하는 셀렉트 트랜지스터(Q5)로 이루어진다.
즉, 리셋 신호(Rx)에 의하여 상기 리셋 트랜지스터(Q2)가 일정 시간 동안 온되면, 빛에 반응한 용량 값에 비례한 량의 전류가 포토 다이오드(PD)에 저장되고, 드라이브 트랜지스터(Q4)는 상기 포토 다이오드(PD)의 전압을 설정된 범위의 전기신호로 증폭하며, 이렇게 드라이브 트랜지스터(Q4)로부터 출력되는 감지신호(Vout)는 셀렉트 트랜지스터(Q5)가 턴온됨에 의해 화소 어레이의 어드레싱 순서에 맞춰 출력된다.
도 5는 종래의 다른 이미지 센서를 나타낸 것으로서, 4 TR 이미지 센서의 회로도이다. 도시된 바와 같이, 4TR 이미지 센서는 상기 3TR 이미지 센서에, 트랜스퍼 신호(Tx)에 따라서 포토 다이오드(PD)에 저장된 전기신호를 전달하는 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)를 통해 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하를 전달받는 플로팅 디퓨전(FD)을 더 포함하고, 상기 플로팅 디퓨전(FD)에 저장된 전하에 의하여 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)가 구동하도록 구성된다.
상기 4 TR 이미지 센서는 리셋 신호(Rx)가 인가되어 상기 포토 다이오드(PD)에 광전하가 생성되고 축적된 후, 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)가 일정 시간 온되어, 포토 다이오드(PD)의 광전하를 플로팅 디퓨전(FD)으로 전달하며, 상기 플로팅 디퓨 전(FD)에 저장된 전하량에 의해 드라이브 트랜지스터(Q4)가 증폭동작하여 감지 출력(Vout)을 발생시키고, 이는 셀렉트 트랜지스터(Q5)를 통해 화소 어레이의 어드레싱 순서대로 출력된다.
상술한 이미지 센서에 있어서, 감지 출력전압은 빛의 양에 비례하여 증가하는데, 출력가능한 범위가 제한되어 있기 때문에, 동작 범위(Dynamic range)를 넘어서는 빛이 들어오는 경우 이미지 센서가 포화 되어, 이미지가 제대로 표현되지 않고 단지 하얗게 표현되는 화이트 현상이 나타난다.
보통 이미지 센서의 동작 범위 DR은 다음의 수학식 1과 같이 최소 측정 가능한 빛의 양(Iph_min)과 최대 측정 가능한 빛의 양(Iph_max)의 비로 정의된다.
Figure 112005032914604-pat00001
즉 동작 범위 DR이 크다는 것은 한 화면 내에서 밝은 부분과 어두운 부분을 동시에 표현할 수 있다는 것을 의미하며, 따라서, 이미지 센서의 동작 범위(DR)의 확장이 요구된다.
그런데 상술한 종래의 이미지센서는 동작범위가 포토 다이오드(PD) 및/또는 플로팅 디퓨전(FD)의 특성에 의해서 고정되기 때문에, 해당 범위보다 많은 양의 빛이 들어오는 경우, 정상적으로 이미지를 재현할 수 없다.
따라서, 포화 현상을 방지하기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
한 방법으로서, 빛에 대응한 감지 전압을 로그 형태로 제공함으로써 동작 범 위를 확장시켜 포화에 의한 이미지 재현 문제를 해결하는 방법에 제안되었으나, 이는 컬러의 왜곡 현상이 발생하여 전체적인 색 재현성이 떨어지고, 화질이 저하된다는 문제점이 있다.
또 다른 방법으로, 디지털 처리 과정에서 포화현상이 나타나는 경우, 화소 어레이의 전체 출력 전압을 다운시켜, 포화에 의해 화이트 현상을 해결하는 방법이 있으나, 이 경우, 포화하지 않은 화면의 다른 영역까지 감지 전압 레벨이 조정되어 화질이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 빛의 양에 따라서 화소 단위로 다이내믹 레인지(Dynamic range)를 가변함으로써 전체 화면의 색 재현성을 저하하지 않고도 포화를 방지할 수 있는 화소 단위의 포화 방지가 가능한 ＣＭＯＳ 이미지 센서를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 광 전하를 생성하는 포토 다이오드와, 상기 포토다이오드에서 생성된 전하량을 일정 이득으로 증폭 하는 드라이브 트랜지스터를 포함한 이미지 센서에 있어서, 상기 드라이브 트랜지스터의 출력 전압을 입력받아, 상기 출력 전압이 한계레벨을 벗어나는 경우 이미지 센서가 포화 상태인 것으로 판단하는 포화 감지 수단; 상기 포화 감지 수단의 판단 결과에 따라서 온/오프 스위칭하는 스위칭수단; 및, 상기 스위칭 수단의 온/오프에 따라서 선택적으로 상기 포토다이오드 및 드라이브 트랜지스터의 게이트에 동시에 연결되어, 상기 스위칭 수단을 통해 전달된 포토 다이오드의 전하를 저장하는 복수의 플로팅 디퓨전을 포함하여 이루어진다.
더하여, 상술한 목적을 달성하기 위한 다른 구성수단으로서, 본 발명에 따른 화소 단위의 포화 방지 기능을 구비한 이미지 센서는, 광 전하를 생성하는 포토 다이오드; 트랜스퍼 신호에 따라서 상기 포토 다이오드에 집속된 광전하를 운송하는 트랜스퍼 트랜지스터; 상기 트랜스퍼 트랜지스터에 연결되어 포토 다이오드에서 생성된 전하를 저장하는 제1 플로팅 디퓨전; 선택적으로 상기 트랜스퍼 트랜지스터에 연결되어 포토 다이오드의 광전하를 저장하는 제2 플로팅 디퓨전; 리셋 신호에 따라서 온/오프 동작하여 제1 및/또는 제2 플로팅 디퓨전의 전위를 기준전위로 세팅하고 광전하를 배출하여 리셋시키는 리셋 트랜지스터; 상기 제2 플로팅 디퓨전을 상기 트랜스퍼 트랜지스터에 선택적으로 연결하는 포화 방지 트랜지스터; 상기 제1 및/또는 제2 플로팅 디퓨전에 저장된 값에 의해 소스 팔로워 역할을 수행하는 드라이브 트랜지스터; 상기 드라이브 트랜지스터와 출력단 사이에 구비되어 선택 신호에 따라서 드라이브 트랜지스터에서 발생한 감지 전압을 출력하는 셀렉트 트랜지스터; 상기 드라이브 트랜지스터의 드레인단에 연결되어 감지전압을 반전시키는 인버터; 및 상기 인버터의 출력단과 상기 트랜지스터의 게이트단을 연결하는 피드백라인을 포함함을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 이미지 센서의 구성 및 작용을 설명한다. 첨부된 도면에 있어서, 상호 동일한 기능 및 작용을 갖는 구성요소들에 대해서 동일 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명에 의한 이미지 센서의 한 예를 나타낸 상세 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 이미지 센서는, 광 전하를 생성하는 포토 다이오드(PD)와, 트랜스퍼 신호(Tx)에 따라서 상기 포토 다이오드(PD)에 집속된 광전하(photo-generated charge)를 운송하는 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 연결되어 포토 다이오드(PD)에서 생성된 전하를 저장하는 제1 플로팅 디퓨전(FD1)과, 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)로부터 선택적으로 포토 다이오드(PD)의 광전하를 전달받아 저장하는 제2 플로팅 디퓨전(FD2)과, 리셋신호(Rx)에 따라서 상기 제1 및/또는 제2 플로팅 디퓨전(FD1, FD2)의 전위를 기준 전위로 세팅하고 광전하를 배출하여 리셋시키는 리셋 트랜지스터(Q2)와, 온/오프 동작하여 상기 제2 플로팅 디퓨전(FD2)을 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 연결하거나 떨어트리는 포화 방지 트랜지스터(Q3)와, 상기 제1 및/또는 제2 플로팅 디퓨전(FD1,FD2)에 저장된 값에 의해 소스 팔로워(source follower) 역할을 수행하는 드라이브 트랜지스터(Q4)와, 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)와 출력단(Vout) 사이에 구비되어 선택 신호에 따라서 드라이브 트랜지스터(Q4)에서 검출된 감지 전압을 출력하는 셀렉트 트랜지스터(Q5)와, 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)의 드레인단에 연결되는 인버터(31)와, 상기 인버터(31)의 출력단과 상기 트랜지스터(Q3)의 게이트 단을 연결하는 피드백 라인(32)으로 구성된다.
상기 구성에 있어서, 제1, 2 플로팅 디퓨전(FD1, FD2)는 감지 노드로서 이용된다.
상기 도 1에 보인 실시예를 참조하면, 본 발명은 기존의 이미지센서에, 복수의 플로팅 디퓨전 영역을 구비하고, 더하여, 이미지 센서의 감지 출력전압을 피드백하여 포화방지를 위한 한계 값 이상인지를 검출하는 포화 감지 수단과, 상기 포화 감지수단의 검출 결과에 따라서 온/오프 스위칭 동작하여 상기 복수의 플로팅 디퓨전 영역을 선택적으로 이미지센서 회로에 연결함으로써, 감지 노드의 용량 값을 증가시켜 동작 범위를 확장시키고, 출력전압을 감소시키는 것을 요지로 한다.
상기 도 1의 실시예에서는, 포화감지수단을 인버터(31) 및 피드백라인(32)으로 구현하였으나, 상기 인버터(31) 대신에, 드라이브 트랜지스터(Q4)의 출력 전압을 소정의 기준 전압보다 작은지를 비교하는 비교기(comparator)를 이용할 수 도 있다. 이 경우, 상기 비교기는 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)의 출력전압과 기설정된 기준전압을 입력받으며, 그 출력은 상기 피드백라인(32)을 통해 포화 방지 트랜지스터(Q3)에 연결되어, 기준전압과 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)의 출력전압의 비교결과에 따라서 상기 포화방지 트랜지스터(Q3)를 온/오프시키게 된다. 상기 포화 감지 수단은, 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)의 출력전압이 한계범위를 벗어나는지를 확인할 수 있으며, 그 결과에 따라서 상기 포화방지 트랜지스터(Q3)를 동작시킬 수 있는 것이라면 상술한 인버터(31) 및 비교기 이외에 다른 것으로도 구현할 수 있다.
상기 도 1의 실시예에 있어서, 상술한 복수의 플로팅 디퓨전 영역의 구현은, 제1, 2 플로팅 디퓨전(FD1, FD2)를 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 병렬로 연결함으로써 구현한다. 변형예로서, 3TR 방식의 이미지 센서를 이용하는 경우에는, 상기 제1, 2 플로팅 디퓨전(FD1, FD2)는 포토 다이오드(PD)에 병렬로 연결될 수 있다. 이때 제1 플로팅 디퓨전(FD1)은 고정적으로 연결하고, 제2 플로팅 디퓨전(FD2)은 선택적으로 연결되도록 구현한다.
더하여, 상기 스위칭 수단은 온/오프 동작하여 제2플로팅 디퓨전(FD2)을 선택적으로 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 연결하는 포화 방지 트랜지스터(Q3)로 구현된다. 상기 포화 감지 수단은 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)의 드레인단에 입력단을 연결한 인버터(31)와, 상기 인버터(31)의 출력을 상기 포화 방지 트랜지스터(Q3)의 게이트로 인가하는 피드백 라인(32)으로 이루어져, 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)의 출력전압(Vx)이 일정 레벨 이하로 떨어지면 인버터(31)의 출력이 하이 레벨이 되고, 이는 피드백 라인(32)을 통해 포화 방지 트랜지스터(Q3)로 인가되어, 해당 포화 방지 트랜지스터(Q3)를 온시킨다. 이에, 상기 제2 플로팅 디퓨전(FD2)은 제1 플로팅 디퓨전(FD1)과 함께 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 연결되고, 감지 노드의 전체 용량 값을 증가시켜, 빛의 양이 증가하더라도 규정치 이내의 감지 전압을 출력도록 한다.
상기 리셋 트랜지스터(Q2)와, 셀렉트 트랜지스터(Q5)는 이미지 센서의 종류에 따라서 포함되지 않을 수도 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 이미지센서의 작용을 도 2 (a) 및 (b)에 나타낸 등가 회로를 참조하여 설명한다.
도 2 (a)는 한계 이내의 빛이 입사되는 경우의 이미지 센서를 나타낸 등가 회로도이다. 빛의 양이 설정된 범위 이내인 경우 드라이브 트랜지스터(Q4)의 출력전압(즉, 드레인전압)이 기준 레벨 이상이 되고, 이에 대응하는 인버터(31)의 출력은 로우 레벨이 된다. 따라서, 포화 방지 트랜지스터(Q3)는 오프되며, 제1 플로팅 디퓨전(FD1)만 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 연결되어, 도 2의 (a)와 같은 등가회로가 나타난다.
이 경우의 이미지 센서는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저 소정의 온 듀티 타임을 갖는 리셋 신호(Rx)가 인가되면, 리셋 트랜지스터(Q2)가 턴온되어, 상기 제1 플로팅 디퓨전(FD) 노드를 기준 전위(Vref-VTH)로 리셋시킨다. 여기서, Vref는 리셋 트랜지스터(Q2)로 인가되는 기준전압이고, VTH는 상기 리셋 트랜지스터(Q2)에 걸리는 임계 전압이다.
상기 리셋 신호(Rx)의 하강 에지에서 트랜스퍼 신호(Tx)가 인가되며, 이에 상기 리셋 트랜지스터(Q2)의 오프와 동시에 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)가 턴온된다. 이때, 상기 포토 다이오드(PD)는 빛에 노출되어, 노출된 빛의 량 및 파장에 따른 량의 광전하가 생성되며, 이는 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)가 온상태인 동안 제1플로팅 디퓨전(FD1)으로 저장된다. 상기 제1플로팅 디퓨전(FD1)의 저장값은 소스 팔로워로서 동작하는 드라이브 트랜지스터(Q4)에 의해 소정 이득으로 증폭되고, 도 3의 (a)와 같이 선택 신호(Sx)가 인가되는 동안, 턴온된 셀렉트 트랜지스터(Q5)에 의해서 출력된다.
상기의 경우, 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)의 출력전압 Vx는
Figure 112005032914604-pat00002
로 나타난다.
상기와 같은 일련의 동작이 반복되어 이루어지는 중에, 한계 이상의 빛이 상승한 경우, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 드라이브 트랜지스터(Vx)의 출력전압 Vx가 기준 레벨이하로 떨어진다. 이에 드라이브 트랜지스터(Vx)의 출력이 기준 레벨 이하로 떨어진 경우 인버터(31)의 출력은 하이 레벨이 되어 포화 방지 트랜지스터(Q3)를 온시켜, 제2 플로팅 디퓨전(FD2)을 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 연결한다. 따라서, 그 등가 회로는 도 2의 (b)와 같이 되어, 제1 플로팅 디퓨전(FD1)과 제2 플로팅 디퓨전(FD2)이 병렬 연결된다. 이 경우, 상기 드라이브 트랜지스터(Q4)측에서 볼때 캐패시턴스가
Figure 112005032914604-pat00003
로 증가한다. 따라서, 드라이브 트랜지스터(Q4)의 출력전압 Vx는
Figure 112005032914604-pat00004
로 나타나며, 도 2의 (a)와 대비할 때, 캐패시턴스값이 2배로 증가하여 출력전압의 레벨이 대략 1/2로 감소한다.
상술한 동작들은 각 화소 단위 이미지센서별로 이루어지며, 이렇게 구성된 이미지 센서들로 화소 어레이를 구현할 경우, 각 화소 별로 입사되는 빛의 양에 따라서 상기 도 2의 (a) 또는 도 2의 (b)와 같이 동작하게 되므로, 전체 화면 중 빛의 양이 너무 많은 영역에서는 출력레벨을 일정 비율로 감소시켜 화이트 현상 등이 일어나지 않도록 하고, 이미지 센서의 동작 범위(Dynamic range) 내의 빛이 들어온 영역에서는 정상적으로 동작하여 실제와 거의 유사한 색 재현성을 나타내도록 한다. 따라서, 전체 화질을 상승시킬 수 있다.
상술한 바에 의하면, 본 발명의 이미지 센서는 각 화소단위 이미지센서별로, 너무 많은 양의 빛이 입사되어 포화 한계에 도달하는 경우, 플로팅 디퓨전영역을 더 증가시킴으로써, 전압 레벨을 다운시켜 포화에 의해 화이트 현상 등의 발생을 방지할 수 있으며, 그 결과 화소 단위로 포화 방지가 가능해짐으로써 규정 범위 내의 빛이 입사된 다른 영역의 색 재현성을 저하하지 않아도 되며, 전 화면의 화질을 개선하는 우수한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 광 전하를 생성하는 포토 다이오드와, 상기 포토다이오드에서 생성된 전하량을 일정 이득으로 증폭 하는 드라이브 트랜지스터를 포함한 이미지 센서에 있어서,
    상기 드라이브 트랜지스터의 출력 전압을 입력받아, 상기 출력 전압이 한계레벨을 벗어나는 경우 이미지 센서가 포화 상태인 것으로 판단하는 포화 감지 수단;
    상기 포화 감지 수단의 판단 결과에 따라서 온/오프 스위칭하는 스위칭수단; 및
    상기 스위칭 수단의 온/오프에 따라서 선택적으로 상기 포토다이오드 및 드라이브 트랜지스터의 게이트에 동시에 연결되어, 상기 스위칭 수단을 통해 전달된 포토 다이오드의 전하를 저장하는 복수의 플로팅 디퓨전을 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 단위의 포화 방지 기능을 구비한 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 상기 포화 감지 수단의 출력신호에 따라서 온/오프 동작하여 플로팅 디퓨전을 선택적으로 포토 다이오드 및 드라이브 트랜지스터에 연결하는 포화 방지 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 화소 단위의 포화 방지기능을 구비한 이미지 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 포화 감지 수단은
    상기 드라이브 트랜지스터의 드레인단에 입력단을 연결한 인버터와,
    상기 인버터의 출력을 상기 포화 방지 트랜지스터의 게이트로 인가하는 피드백 라인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화소 단위의 포화 방지기능을 구비한 이미지 센서.
  4. 제2항에 있어서, 상기 포화 감지 수단은
    상기 드라이브 트랜지스터의 출력 전압과 기설정된 기준전압을 비교하여 기준전압보다 드라이브 트랜지스터의 출력 전압이 작은 경우 상기 포화 방지 트랜지스터를 온시키는 비교기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화소 단위의 포화 방지기능을 구비한 이미지 센서.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 플로팅 디퓨전은
    상기 포토 다이오드에 항시 연결되어 포토 다이오드에서 생성된 전하를 저장하는 제1 플로팅 디퓨전과,
    상기 스위칭 수단에 의해 선택적으로 포토 다이오드의 전하를 입력받아 저장하는 제2 플로팅 디퓨전으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화소 단위의 포화 방 지 기능을 구비한 이미지 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    리셋신호에 따라서 복수의 플로팅 디퓨전(FD1,FD2)의 전위를 세팅하고 광전하를 배출하는 리셋 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 단위의 포화 방지 기능을 구비한 이미지 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    트랜스퍼 신호(Tx)에 따라서 상기 포토 다이오드의 광전하를 복수의 플로팅 디퓨전으로 운송하는 트랜스퍼 게이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 단위의 포화 방지 기능을 구비한 이미지 센서.
  8. 광 전하를 생성하는 포토 다이오드(PD);
    트랜스퍼 신호(Tx)에 따라서 상기 포토 다이오드(PD)에 집속된 광전하를 운송하는 트랜스퍼 트랜지스터(Q1);
    상기 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 연결되어 포토 다이오드(PD)에서 생성된 전하를 저장하며 감지 노드로 이용되는 제1 플로팅 디퓨전(FD1);
    선택적으로 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 연결되어 포토 다이오드(PD)의 광전하를 저장하는 제2 플로팅 디퓨전(FD2);
    리셋 신호(Rx)에 따라서 온/오프 동작하여 제1 및/또는 제2 플로팅 디퓨전(FD1,FD2)의 전위를 기준전위로 세팅하고 광전하를 배출하여 리셋시키는 리셋 트랜지스터(Q2);
    상기 제2 플로팅 디퓨전(FD2)을 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Q1)에 선택적으로 연결하는 포화 방지 트랜지스터(Q3);
    상기 제1 및/또는 제2 플로팅 디퓨전(FD1, FD2)에 저장된 값에 의해 소스 팔로워(source follower) 역할을 수행하는 드라이브 트랜지스터(Q4);
    상기 드라이브 트랜지스터(Q4)와 출력단(Vout) 사이에 구비되어 선택 신호에 따라서 드라이브 트랜지스터(Q4)에서 검출된 감지 전압을 출력하는 셀렉트 트랜지스터(Q5);
    상기 드라이브 트랜지스터(Q4)의 드레인단에 연결되어 감지전압을 반전시키는 인버터(31); 및
    상기 인버터(31)의 출력단과 상기 트랜지스터(Q3)의 게이트단을 연결하는 피드백 라인(32)을 포함함을 특징으로 하는 화소 단위의 포화 방지 기능을 구비한 이미지 센서.
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