KR101191916B1 - 이미지 센싱장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 픽셀에서 제공되는 픽셀신호에 대응하는 데이터값을 찾기 위한 제1 구간 및 옵셋값을 찾기 위한 제2 구간동안 하강하는 램프신호를 생성하는 램프신호 생성부; 상기 제1 구간동안 상기 픽셀신호와 상기 램프신호를 입력받아 비교하는 제1 비교동작과, 상기 제2 구간동안 상기 램프신호와 내부에 생성된 옵셋전압을 비교하는 제2 비교동작을 수행하는 비교부; 상기 제1 구간동안 카운팅하기 위한 제1 카운팅부; 및 상기 제1 구간동안 상기 제1 비교동작의 결과에 응답하여 상기 제1 카운터에서 카운팅한 값을 데이터값으로 래치하고, 제2 구간동안 상기 래치한 데이터값에서 상기 제2 비교동작의 결과에 응답하여 상기 데이터값을 마이너스로 카운팅하여 래치하는 제2 카운팅부를 포함하는 이미지 센싱장치를 제공한다.

Description

이미지 센싱장치 및 그 구동방법{IMAGE SENSING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 발명은 이미지 센싱장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 구체적으로 설명하면 정확한 CDS 동작을 수행하면서 파워 소모를 줄일 수 있는 이미지 센싱장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이미지 센싱장치란 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 이미지를 찍어내는 장치를 말하는 것이다. 자연계에 존재하는 각 피사체의 부분 부분은 빛의 밝기 및 파장 등이 서로 달라서, 감지하는 장치의 각 픽셀에서 다른 전기적인 값을 보이는데, 이 전기적인 값을 신호처리가 가능한 레벨로 만들어 주는 것이 바로 이미지 센싱장치가 하는 일이다. 이를 위해 이미지 센싱장치는 수십에서 수십만개의 단위 픽셀 어레이와, 수천개 정도의 픽셀에서 감지한 아날로그 전압을 디지털 전압으로 바꾸어 주는 A/D 컨버터와, 메모리 등으로 구성된다.
픽셀어레이에는 각 픽셀이 매트릭스 형태로 배치되며, 다수의 컬럼과 다수의 로를 구비한다. 이미지 센싱장치는 픽셀어레이에 입사된 이미지 정보에 대한 데이터를 처리할 때에 컬럼단위로 처리하는 것이 일반적이다. 따라서 컬럼단위로 데이터를 처리하는 회로가 배치된다. 각 컬럼 데이터를 처리하는 데이터 처리부는 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 동작과, 옵셋값을 제거하는 CDS(Correlated Double Sampling) 동작 수행한다. CDS 동작은 이미지 센싱장치가 픽셀에서 제공되는 아날로그 값에 대응하여 디지털 값을 구하고, 그 디지털 값에 포함된 옵셋값을 제거하는 동작을 말한다.
각 컬럼별로 아날로그 값을 디지털로 변환하는 동작을 수행하기 위해 카운터를 구비하게 되된다. 카운터의 특징상 동작시 상대적으로 많은 전류가 소모되는 데 픽셀어레이에 컬럼별로 카운터를 구비하게 되면, 데이터 처리시에 너무 많은 전류 소모가 생기는 문제점이 있다.
본 발명은 정확한 CDS 동작을 수행하면서 파워 소모를 줄일 수 있는 이미지 센싱장치 및 그 구동방법을 제공한다.
본 발명은 픽셀에서 제공되는 픽셀신호에 대응하는 데이터값을 찾기 위한 제1 구간 및 옵셋값을 찾기 위한 제2 구간동안 하강하는 램프신호를 생성하는 램프신호 생성부; 상기 제1 구간동안 상기 픽셀신호와 상기 램프신호를 입력받아 비교하는 제1 비교동작과, 상기 제2 구간동안 상기 램프신호와 내부에 생성된 옵셋값을 비교하는 제2 비교동작을 수행하는 비교부; 상기 제1 구간동안 카운팅하기 위한 제1 카운팅부; 및 상기 제1 비교동작의 결과에 응답하여 상기 제1 카운터에서 카운팅한 값을 데이터값으로 래치하고, 상기 래치한 데이터값에서 상기 제2 비교동작의 결과에 응답하여 상기 데이터값을 마이너스로 카운팅하여 래치하는 제2 카운팅부를 포함하는 이미지 센싱장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 이미지 센싱장치에 있어서, 픽셀에 입사된 빛에 대응하는 픽셀신호의 크기에 대응하여 카운팅하기 위한 제1 카운팅부; 상기 제1 카운팅부에서 제공하는 제1 카운팅값을 상기 이미지 센싱장치가 가지고 있는 옵셋값에 대응하는 만큼 마이너스 카운팅하기 위한 제2 카운팅부; 및 상기 제2 카운팅부에 의해 마이너스 카운팅된 값을 데이터로 이용하여 이미지를 구현하는 이미지 구현회로를 포함하는 이미지 센싱장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 이미지 센싱장치의 구동방법에 있어서, 제1 구간에 램프신호의 하강함에 대응하여 카운팅을 시작하는 단계; 상기 제1 구간에 램프신호와 픽셀에서 제공되는 픽셀신호가 실질적으로 같아지는 시점에 상기 카운팅된 값을 래치하는 단계; 제2 구간에 상기 램프신호의 하강함에 대응하여 상기 이미지 센싱장치의 옵셋값에 대응하는 만큼 상기 카운팅된 값을 변경하는 단계; 및 상기 변경된 카운팅된 값에 대응하는 데이터를 이용하여 이미지를 구현하는 단계를 포함하는 이미지 센싱장치의 구동방법를 제공한다.
또한, 본 발명은 픽셀에서 제공되는 픽셀신호에 대응하는 데이터값을 찾기 위한 제1 구간 및 옵셋값을 찾기 위한 제2 구간동안 하강하는 램프신호를 생성하는 램프신호 생성부; 상기 제1 구간동안 상기 픽셀신호와 상기 램프신호를 입력받아 비교하는 제1 비교동작과, 상기 제2 구간동안 상기 램프신호와 내부에 생성된 옵셋값을 비교하는 제2 비교동작을 수행하는 비교부; 상기 제1 구간동안 카운팅하기 위한 제1 카운팅부; 및 상기 제1 비교동작의 결과에 응답하여 상기 제1 카운터에서 카운팅한 값을 데이터값으로 래치하고, 상기 제2 비교동작의 결과에 대응하여, 상기 래치한 데이터값을 변경하여 다시 래치하는 래치부를 포함하는 이미지 센싱장치를 제공한다.
본 발명에 의해 CDS 동작을 안정적으로 하면서도 파워소모를 크게 줄인 이미지 센싱장치의 구현이 가능해졌다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 이미지 센싱장치를 나타내는 블럭도.
도2는 도1에 도시된 이미지 센싱장치의 컬럼 ADC 블럭 및 그 주변회로를 나타내는 블럭도.
도3은 도2에 도시된 비교부를 나타내는 회로도.
도4는 도2에 도시된 컬럼 ADC 블럭의 동작을 나타내는 파형도.
도5는 또 다른 형태의 이미지 센싱장치의 컬럼 ADC 블럭도.
도6은 도5의 카운팅부를 나타내는 회로도.
도7은 도5에 도시된 컬럼 ADC 블럭의 동작을 나타내는 파형도.
도8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이미지 센싱장치를 나타내는 블럭도.
도9는 도8에 도시된 카운팅부를 나타내는 회로도.
도10은 도8에 도시된 이미지 센싱장치의 동작을 나타내는 파형도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 이미지 센싱장치를 나타내는 블럭도이다.
도1을 참조하여 살펴보면, 이미지 센싱장치는 픽셀어레이(10), 컬럼ADC 블럭(20), 램프신호 생성부(30), 컬럼디코더(40), 및 데이터 처리부(50)를 포함한다. 픽셀 어레이(10)는 다수의 픽셀(Pixel)이 예를 들어 매트릭스 형태로 어레이 되어 있으며, 하나의 픽셀은 4개의 트랜지스터 또는 3개의 트랜지스터와 포토 다이오드(Photo diode)를 포함한다. 포토 다이오드는 입사되는 광에 대응하는 전자를 모으기 위한 소자이며, 픽셀에 구비된 다수의 트랜지스터는 모아진 전자에 대응하는 신호를 출력한다. 픽셀 어레이(20)는 다수의 픽셀이 다수의 컬럼(Column)과 다수의 로(Raw)를 이루며, 매트릭스 형태로 구성되어 있다. 각 픽셀에서 출력되는 신호는 컬럼단위로 처리가 된다.
컬럼ADC블럭(20)는 픽셀 어레이에 구비된 컬럼의 수에 대응하는 비교부와 래치부를 구비하고 있다. 램프신호 생성부(30)는 일정한 비율로 예정된 구간동안 값이 하강하는 램프(ramp)신호를 생성하여 컬럼ACD블럭(20)에 제공한다. 컬럼디코더(40)는 어드레스 신호(ADD)를 입력받아 디코딩한 신호(COl)를 컬럼ADC블럭(20)에 제공한다. 데이터처리부(50)는 컬럼ADC블럭(20)는 컬럼ADC블럭(20)에서 출력되는 신호(data)를 처리하여 이미지 신호(Image)를 생성한다.
도2는 도1에 도시된 이미지 센싱장치의 컬럼 ADC 블럭 및 그 주변회로를 나타내는 블럭도이다.
도2에 도시된 바와 같이, 컬럼 ADC 블럭(20)은 비교부블럭(21)과 래치블럭(22)을 구비한다. 비교부블럭(21)은 픽셀어레이의 컬럼수에 대응하는 수만큼 비교부(21_1~212_n)를 구비한다. 래치블럭(22)도 픽셀어레이의 컬럼수에 대응하는 수만큼 래치부(22_1~22_n)를 구비한다.
각 비교부(예를 들면 21_1)는 픽셀어레이의 대응하는 컬럼에서 제공되는 신호(pix1)와 램프신호(ramp1)를 비교하고, 비교신호(comp1)를 출력한다. 10비트 카운터(60)는 램프신호(30)에서 출력되는 램프신호(ramp)가 하강할 때 카운팅을 시작하는 10비트 카운터이다. 램프 신호 생성부(30)는 이를 위해 카운팅 시작신호(CKC)를 램프신호(ramp)가 하강할 때 생성하여 10비트 카운터(60)로 출력한다. 각 래치부(예를 들면 22_1)는 비교신호(comp1)에 응답하여 10비트 카운터에서 제공되는 카운팅된 신호(CK0~CK9)를 래치한다.
도3은 도2에 도시된 비교부를 나타내는 회로도이다.
도3에 도시된 바와 같이, 비교부는 캐패시터(C1), 비교기(AMP), 캐패시터(C2), 인버터, 스위치(SW1, SW2)를 포함한다. 도2에 도시된 비교부는 다양한 형태로 구성할 수 있으며, 도3에는 그 일예를 보였다. 일측으로 픽셀신호(Pix1)을 입력받고, 램프신호(ramp)를 입력받아 비교하고 그 비교결과에 대응하는 비교신호(Comp1)를 출력한다. 램프신호(ramp)는 예정된 레벨에서 일정한 비율로 예정된 구간동안 하강하고, 픽셀신호(Pix1)는 해당되는 픽셀에 입사된 빛에 따라 모아진 전자량에 대응하는 신호값을 가지고 있다. 따라서, 램프신호(ramp)가 하강하는 어떤 시점에서는 픽셀신호(Pix1)의 값과 같아지는 순간이 생긴다. 비교기(AMP)는 그 순간을 감지하여 비교신호(comp1)를 활성화시키는 것이다.
도4는 도2에 도시된 컬럼 ADC 블럭의 동작을 나타내는 파형도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 10비트 카운터(60)는 카운팅 시작신호(CKC)에 응답하여 카운팅하며, 카운팅되는 10비트의 출력값(CK1 ~ CK9)을 각 래치부(22_1~22_n)에 제공한다. 각 래치부(22_1)는 대응하는 비교부(21_1)에서 출력되는 비교신호(com1)의 활성화시점에 제공되는 카운팅된 값을 래치한다. 예를 들어 X 시점에 1011...0값이 래치되는 것이다. 래치된 값은 데이터(data)로 출력한다.
지금까지 살펴보면 이미지 센싱장치는 컬럼별로 데이터를 처리하는데 있어서, 카운터를 컬럼ADC 블럭 외부에 두고 카운된 값을 입력받기 때문에, 컬럼ADC 블럭 내부에서는 카운팅을 하지 않는다. 따라서 컬럼ADC 블럭의 파워 소모를 크게 줄일 수 있다. 또한, 이미지 센싱장치의 높아진 해상도로 인해 동작클럭의 속도가 증가되더라도 신호를 처리하는데 소모되는 파워의 증가가 급격히 일어나지는 않는다.
그러나, CDS 과정을 원활하게 할 수 없기 때문에, 상대적으로 CFPN(Column Fixed pattern noise) 문제가 생길 수 있다. CDS 과정은 픽셀에서 제공되는 신호를 데이터 값으로 변환하는 과정에서 옵셋(offset)에 의한 값을 제거하기 위해 두번 샘플링하는 것을 말하고, CFPN 문제는 컬럼별로 배치된 회로에서 가지는 옵셋에 의해 이미지를 구현할 때에 생기는 노이즈를 말한다. 이 문제를 해결하기 위해 CDS 과정을 원할하게 할 수 있는 이미지 센싱장치에 대해 살펴본다.
도5는 또 다른 형태의 이미지 센싱장치의 컬럼 ADC 블럭도이다.
도5에 도시된 컬럼ADC블럭은 10비트 카운터를 컬럼ADC블럭의 외부에 구비하지 않고, 비교부(21_1~21_n)에 대응하여 카운팅부(23_1~23_n)가 배치되는 것이 특징이다. 따라서 외부에서 카운팅된 값을 받는 것이 아니라 램프신호 생성부(30)에서 제공하는 카운팅 시작신호(CKC2)에 응답하여 카운팅을 시작하여, 비교신호(comp1)가 제공되는 시점까지 카운팅한 값을 래치한다. 래치된 값은 데이터(data)로 출력된다.
도6은 도5에 도시된 컬럼ADC블럭에 구비되는 카운팅부의 일예를 나타낸 회로도이다. 10개의 플립플롭이 직렬로 연결되어 있으며, 카운팅 시작신호(CKC2)에 리셋되어 카운팅을 시작한다. 비교신호(comp1)가 하이레벨로 비활성화되어 있는 경우 클럭신호(CK)가 플립플롭에 전달되며, 비교신호(comp1)가 로우레벨로 활성화되어 있는 경우에 클럭신호(CK)가 플립플롭에 전달되지 않아 더 이상 카운팅되지 않는다.
도7은 도5에 도시된 컬럼 ADC 블럭의 동작을 나타내는 파형도이다.
도7을 참조하여 살펴보면, 램프신호(ramp)가 처음으로 하강하는 A구간동안 카운팅 시작신호(CKC2)에 응답하여 카운팅부(예를 들면 23_1)는 카운팅을 시작한다. 이때 카운팅되는 값은 마이너스로 카운팅이 된다. 이 구간에서는 픽셀신호(pix1)는 제공되지 않지만, 비교부(21_1) 자체에 있는 옵셋때문에 일정한 전압이 픽셀신호(pix1)가 입력되는 입력단에 생성된다. 그 옵셋에 따라 비교부(21_1)에서는 비교신호(comp1)가 하이레벨로 활성화된다. 비교신호(comp1)가 하이레벨로 활성화될 때까지 카운팅부(23_1)가 카운팅한 값이 옵셋값(Y)가 된다.
픽셀신호(pix1)가 제공되면, 램프신호(ramp)가 하강하고, 비교부(21_1)는 픽셀신호(pix1)와 램프신호(ramp)를 비교하여 비교신호(comp1)를 출력한다. 램프신호(ramp)가 하강하는 순간부터 카운팅부(23_1)는 옵셋값(Y)에서부터 다시 카운팅을 한다. 이때 카운팅하는 것을 플러스값으로 하게 된다. 비교신호(comp1)가 하이레벨로 활성화되는 시점까지 카운팅부(23_1)가 카운팅한 값(D1)이 데이터(data)로 출력된다. 처음에 옵셋값을 찾는 과정에서 카운팅부(23_1)가 마이너스로 카운팅하는 이유는 옵셋값(Y)과 후에 찾은 픽셀신호(pix1)에 대응하는 카운팅값(D1)과의 차이값을 따로 마이너스 연산없이 한번에 구하기 위함이다.
도5 내지 도7을 통해 살펴본 이미지 센싱장치는 CDS 동작을 용이하게 할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 각 컬럼별로 카운터를 가지고 있어야만 한다. 따라서 각 컬럼별로 각각 카운팅을 하기 때문에 픽셀 어레이에 있는 모든 픽셀에 대응하는 데이터를 찾기 위해 너무 많은 전류 소모가 생기는 문제점이 있다.
본 발명은 CDS 동작을 쉽게 수행하면서도 전류소모를 크게 줄일 수 있는 이미지 센싱장치를 제공한다.
도8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이미지 센싱장치를 나타내는 블럭도이다.
도8을 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 이미지 센싱장치는 램프신호 생성부(100), 비교블럭(200), 카운팅블럭(300), 10비트 카운터(400)를 포함한다. 비교블럭(200)은 픽셀어레이에 구비된 각 컬럼에 대응하는 다수의 비교부(21_1,21_2,...21_n)를 구비한다. 카운팅블럭(300)은 다수의 비교부(21_1,21_2,...21_n)에 각각 대응하는 다수의 카운팅부(22_1~22_n)을 구비한다.램프신호 생성부(100)는 픽셀에서 제공되는 픽셀신호(pix1, pix2,..pixn)에 대응하는 데이터값을 찾기 위한 제1 구간 및 옵셋값을 찾기 위한 제2 구간동안 하강하는 램프신호(ramp)를 생성한다.
비교부(예를 들면 21_1)는 상기 제1 구간동안 픽셀신호(pix1)와 램프신호(ramp)를 입력받아 비교하는 제1 비교동작과, 제2 구간동안 상기 램프신호와 내부에 생성된 옵셋전압을 비교하는 제2 비교동작을 수행한다. 10비트 카운터(400)는 10비트의 신호를 출력하며, 램프신호 생성부(100)에서 제공되는 제어신호(CKC)에 응답하여 카운팅을 시작한다.
카운팅부(예를 들면 22_1)는 상기 제1 구간동안 상기 제1 비교동작의 결과에 응답하여 상기 제1 카운터에서 카운팅한 값을 데이터값으로 래치하고, 제2 구간동안 상기 래치한 데이터값에서 상기 제2 비교동작의 결과에 응답하여 상기 데이터값을 마이너스로 카운팅하여 래치한다.
본 실시예에 따른 이미지 센싱장치는 2종류의 카운터를 구비하는 것이 특징이다. 10비트 카운터(400)가 제1 카운터의 역할을 하고, 카운팅블럭(300)에 구비되는 각 카운팅부(22_1 ~ 22_n)가 제2 카운터의 역할을 한다.
도9는 도8에 도시된 카운팅부를 나타내는 회로도이다.
도9를 참조하여 살펴보면, 카운팅부는 10개의 플립플롭과, 상기 제1 및 제2 비교동작시 제공되는 비교결과신호(comp1)와 클럭신호(ck)를 입력받아 10개의 플립플롭중 첫번째 플립플롭의 클럭입력단에 출력하는 제1 논리곱 로직게이트(ND1)와, 상기 제1 및 제2 비교동작시 제공되는 비교결과신호를 반전하여 제공하는 인버터(I1) 및 10비트 카운터(400)에서 제공되는 10개의 카운팅신호(CK0 ~ CK9)를 각각 일측으로 입력받아 대응하는 플립플롭의 셋팅노드(set)에 제공하기 위한 10개의 제2 논리곱 로직게이트(예를 들면 ND2)를 포함한다.
10개의 플립플롭이 직렬연결되어 있다. 여기서 직열연결되어 있다는 것은 뒷단의 Qb 출력이 다음단의 클럭입력단으로 입력되는 것을 말한다. 각 플립플롭의 Qb 출력은 데이터 입력단(D)으로 연결되어 있다. 10개의 플립플롭의 리셋단(reset)은 램프신호 생성부(100)에서 제공되는 제어신호(CKC)를 입력받는다.
도10은 도8에 도시된 이미지 센싱장치의 동작을 나타내는 파형도이다. 계속해서 도8내지 도10을 참조하여 본 실시예에 따른 이미지 센싱장치의 동작을 살펴본다.
먼저, 본 실시예에 따른 이미지 센싱장치는 램프신호생성부(100)에서 램프신호(ramp)를 두번 출력한다. 램프신호(ramp)는 일정한 비율로 하강하는 신호이다. 첫번째 출력하는 것을 전술한 제1 구간이라고 하고, 두번째 출력을 제2 구간이라고 한다. 제1 구간(B1)에서는 외부에서 입사된 빛에 대응하는 정보를 가지고 있는 픽셀신호(pix1)가 비교블럭(200)으로 제공된다. 제1 구간에서는 비교부(21_1)가 픽셀신호(pix1)와 램프신호(ramp)를 비교하고, 제2 구간(A1)에서는 옵셋값과 램프신호를 비교하게 된다.
램프신호 생성부(100)에서 제1 구간(B1)에 램프신호(ramp)가 출력되면, 그 램프신호(ramp)의 하강함에 대응하여 10비트 카운터는 카운팅을 시작한다. 제1 구간에 램프신호(ramp)와 픽셀에서 제공되는 픽셀신호(pix1)가 실질적으로 같아지는 시점에 비교신호(comp1)가 활성화되고 그에 따라 10비트 카운터에서 카운팅된 값은 카운팅부(22_1)에서 래치한다.
이어서, 램프신호 생성부(100)에서 제2 구간(A1)에 램프신호(ramp)가 출력되면, 그 램프신호(ramp)의 하강함에 대응하여 카운팅부(22_1)는 래치된 값에서 마이너스로 카운팅한다. 제2 구간(A1)에서 비교부는 옵셋값과 램프신호(ramp)를 비교하여 같아지는 지점에 비교신호(comp1)를 활성화시킨다. 마이너스로 카운팅은 비교신호(comp1)가 활성화될 때까지 수행되며, 그 때까지 카운팅된 값이 옵셋이 제거된 실제 데이터(D2)가 된다. 데이터(D2)는 이미지를 구현하는데 사용된다.
지금까지 살펴본 본 실시예에 따른 이미지 센싱장치는 픽셀신호(pix1)와 램프신호를 비교하는 구간에서는 카운팅을 10비터의 카운터로 수행하고, 옵셋값에 대한 카운터는 카운팅블럭에 있는 각 카운티부에서 수행하는 것이 특징이다.
이와 같이 함으로서, 픽셀신호(pix1)와 램프신호를 비교하는 구간에서는 많은 카운팅 동작이 필요한데, 그로 인해 전류소모가 많아질 수 있는 문제점이 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 이미지 센싱장치는 이 구간에서 카운팅블럭에서 카운팅 동작을 수행하지 않고, 카운팅블럭의 외부에 있는 하나의 카운터에서 카운팅동작을 일괄적으로 수행하고, 그 카운팅된 값을 각 카운팅부(22_1~22_n)로 제공한다. 이후 옵셋값만큼 제거하는 동작은 각 카운팅부에서 마이너스 카운팅을 수행함으로서 이루어지기 때문에, 전류소모를 크게 높이지 않고도 CDS 동작을 신뢰성있게 안정적으로 할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 이미지 센싱장치처럼 구현하게 되면, 픽셀신호에 따른 카운팅 동작을 하나의 카운터로만 하기 때문에, 각 카운팅부에서 카운팅을 하는 도5의 경우보다 전류소모를 크게 줄일 수 있다. 해상도 증가로 클럭속도가 증가되더라도 추가되는 파워 소모량이 크지 않은 장점도 기대할 수 있다. 각 컬럼별로 옵셋값을 연산과정에서 바로 제거되기 때문에, CFPN 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 이미지 센싱장치는 도2의 경우와 도5의 경우에서 각각의 장점을 모두 구현 것이다.
본 발명은 도8의 실시예처럼 구현할 수도 있고, 다른 방법으로 구현할 수도 있다. 예를 들어 2개의 카운터를 구비하고, 제1 카운터는 픽셀에 입사된 빛에 대응하는 픽셀신호의 크기에 대응하여 카운팅하기 하고, 제2 카운터는 상기 제1 카운팅부에서 제공하는 제1 카운팅값을 상기 이미지 센싱장치가 가지고 있는 옵셋값에 대응하는 만큼 마이너스 카운팅한다. 이어서 제2 카운팅부에 의해 마이너스 카운팅된 값을 데이터로 이용하여 이미지를 구현하게 된다.
또한 다른 방법으로, 마이너스 카운팅을 하지 않고, 먼저 구한 데이터 값에서 나중에 옵셋값에 대응하는 값을 나중에 구하여 이들값의 차이값을 구한 후 이미지 구현에 사용할 수도 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (9)

  1. 픽셀에서 제공되는 픽셀신호에 대응하는 데이터값을 찾기 위한 제1 구간 및 옵셋값을 찾기 위한 제2 구간동안 하강하는 램프신호를 생성하는 램프신호 생성부;
    상기 제1 구간동안 상기 픽셀신호와 상기 램프신호를 입력받아 비교하는 제1 비교동작과, 상기 제2 구간동안 상기 램프신호와 내부에 생성된 옵셋정보를 가진 옵셋신호와 비교하는 제2 비교동작을 수행하는 비교부;
    상기 제1 구간동안 카운팅하여 데이터값을 제공하기 위한 위한 제1 카운팅부; 및
    상기 제1 비교동작의 결과에 응답하여 상기 제1 카운터에서 제공되는 상기 데이터값을 래치하고, 상기 래치한 데이터값에서 상기 제2 비교동작의 결과에 응답하여 상기 데이터값을 마이너스로 카운팅하여 래치하는 제2 카운팅부
    를 포함하는 이미지 센싱장치.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 비교부와 상기 제2 카운팅부는 1:1로 대응되며, 그 수는 상기 픽셀이 구비된 픽셀어레이의 컬럼수에 대응하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱장치.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 제2 카운팅부는
    다수의 직렬연결된 N개의 플립플롭;
    상기 제1 및 제2 비교동작시 제공되는 비교결과신호와 클럭신호를 입력받아 상기 N개의 플립플롭중 첫번째 플립플롭의 클럭입력단에 출력하는 제1 논리곱 로직게이트;
    상기 제1 및 제2 비교동작시 제공되는 비교결과신호를 반전하여 제공하는 인버터; 및
    상기 제1 카운팅부에서 제공되는 N개의 카운팅신호를 각각 일측으로 입력받아 대응하는 상기 플립플롭의 셋팅노드에 제공하기 위한 N개의 제2 논리곱 로직게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱장치.
  4. 이미지 센싱장치에 있어서,
    픽셀에 입사된 빛에 대응하는 픽셀신호의 크기에 대응하여 카운팅하기 위한 제1 카운팅부;
    상기 제1 카운팅부에서 제공하는 제1 카운팅값을 상기 이미지 센싱장치가 가지고 있는 옵셋값에 대응하는 만큼 마이너스 카운팅하기 위한 제2 카운팅부; 및
    상기 제2 카운팅부에 의해 마이너스 카운팅된 값을 데이터로 이용하여 이미지를 구현하는 이미지 구현회로
    를 포함하는 이미지 센싱장치.
  5. 이미지 센싱장치의 구동방법에 있어서,
    제1 구간에 램프신호의 하강함에 대응하여 카운팅을 시작하는 단계;
    상기 제1 구간에 램프신호와 픽셀에서 제공되는 픽셀신호가 같아지는 시점까지 카운팅된 값을 래치하는 단계;
    제2 구간에 상기 램프신호의 하강함에 대응하여 상기 이미지 센싱장치의 옵셋값에 대응하는 만큼 상기 카운팅된 값을 변경하는 단계; 및
    상기 변경된 카운팅된 값에 대응하는 데이터를 이용하여 이미지를 구현하는 단계
    를 포함하는 이미지 센싱장치의 구동방법.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 5 항에 있어서,
    상기 상기 카운팅된 값을 변경하는 단계는
    상기 제2 구간에 상기 램프신호의 하강함에 대응하여 마이너스로 카운팅을 시작하며, 상기 이미지 센싱장치의 옵셋값에 대응하는 만큼 상기 래치된 값을 마이너스로 카운팅하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱장치의 구동방법.
  7. 픽셀에서 제공되는 픽셀신호에 대응하는 데이터값을 찾기 위한 제1 구간 및 옵셋값을 찾기 위한 제2 구간동안 하강하는 램프신호를 생성하는 램프신호 생성부;
    상기 제1 구간동안 상기 픽셀신호와 상기 램프신호를 입력받아 비교하는 제1 비교동작과, 상기 제2 구간동안 상기 램프신호와 내부에 생성된 옵셋값을 비교하는 제2 비교동작을 수행하는 비교부;
    상기 제1 구간동안 카운팅하기 위한 제1 카운팅부; 및
    상기 제1 비교동작의 결과에 응답하여 상기 제1 카운터에서 카운팅한 값을 데이터값으로 래치하고, 상기 제2 비교동작의 결과에 대응하여, 상기 래치한 데이터값을 변경하여 다시 래치하는 래치부를 포함하는 이미지 센싱장치.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7 항에 있어서,
    상기 래치부는
    상기 제2 비교동작의 결과에 응답하여 상기 래치된 데이터값을 마이너스로 카운팅하여 래치하기 위한 제2 카운팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱장치.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7 항에 있어서,
    상기 래치부는
    상기 래치된 데이터값에서, 상기 제2 비교동작의 결과에 응답하여 도출된 값을 뺀 후에 다시 래치하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱장치.
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