KR101262594B1 - 이미지 센서, 이미지 센서의 구동 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 센서 및 이미지 센서의 구동 방법에 관한 것으로서, 저조도 및 고조도의 빛을 감지하는 구간을 구별하여 배치하고, 해당 구간에 출력되는 이미지 신호를 카운트하는 타이밍을 조절함으로써 이미지 센서의 다이나믹 레인지를 증가시킬 수 있다.

Description

이미지 센서, 이미지 센서의 구동 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{IMAGE SENSOR, METHOD FOR DRIVING IMAGE SENSOR AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 이미지 센서, 이미지 센서의 구동 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것으로서, 특히, 저조도 구간의 이미지 신호 및 고도도 구간의 이미지 신호를 변환하는데 있어서, 하나의 카운터 회로의 동작 타이밍을 분배하여 변환함으로써, 기존 픽셀 어레이를 변경시키지 않고 추가적인 카운터가 필요없이 이미지 센서의 다이나믹 레인지를 증가시킬 수 있는 이미지 센서 등에 관한 것이다.
이미지 센서의 품질을 나타내는 데 있어, 중요한 판단 기준이 되는 것 중에 하나가 다이내믹 레인지(Dynamic Range)이다. 다이내믹 레인지는 일반적으로 입력 신호를 왜곡하지 않으면서 신호를 처리할 수 있는 최대 범위를 나타낸다. 이미지 센서의 경우에는 다이내믹 레인지가 넓을수록 넓은 범위의 명도 변화에 관계없이 좋은 이미지를 얻을 수 있다.
그러나 기존의 컬러 이미지 센서는 다이내믹 레인지가 좁아서 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue) 중 어느 하나 이상의 컬러가 포화상태인 경우 이미지 원래의 색을 잘 표현하지 못하는 단점이 있다. 이러한 다이내믹 레인지가 좁은 단점을 극복하기 위하여 WDR(Wide Dynamic Range) 픽셀(Pixel)을 구현하는 방법이 제시되고 있다.
예컨대, 기존 이미지센서 구조에서 빛의 조사시간을 조절하면서 WDR 동작을 구현하도록 하는 기술이 있고, FD(Floating Diffusion) 커패시티(capacity)의 변화를 줄 수 있도록 추가적인 커패시터를 구비하고, 추가적인 커패시터를 조절하는 트랜지스터(Tr)를 추가하는 픽셀(Pixel)의 구조를 갖도록 함으로써, 빛의 강도가 증가함에 따라 생성되는 PD(Photo Diode)로부터 초과 전하(overflow charge)로서 고조도에서의 생성된 전하(charge)를 추가된 커패시터에 저장하는 방법이 있다. 또다른 방법으로서, 한 개의 픽셀(Pixel) 내에 독립적인 2개의 PD를 갖게 한 후 2개의 PD에서 독립적으로 생성된 전하(charge)를 합성하여 WDR 픽셀(Pixel)을 구현하는 방법 등이 있다.
그러나, 빛의 조사 시간을 조절하는 방법은 조사 시간 별 출력되는 광전하에 대한 추가적인 로직 회로 또는 메모리가 필요하게 되고, 추가적인 커패시터 또는 포토 다이오드를 사용하는 방법은 픽셀 회로의 구조를 복잡하게 하며, 각각 독립적으로 광전하를 출력하는 방법도 이를 위한 부가적인 카운터 회로나 메모리가 필요하게 된다.
본 발명은 기존 픽셀 어레이 및 카운터 회로를 변경시키지 않고, 픽셀 어레이의 구동 타이밍 및 카운트 구간을 조절함으로써 WDR 이미지 센서를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이로 구성되는 이미지 센서는, 상기 복수의 픽셀들로부터 출력된 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하는 카운터 회로; 상기 복수의 픽셀 각각에 대하여 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간 별로 광전하를 출력하기 위한 픽셀 제어 신호를 발생하고, 상기 제1 집적 구간 및 상기 제2 집적 구간을 기반으로 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 선택하기 위한 픽셀 선택 신호 및 픽셀 선택을 해제하기 위한 픽셀 해제 신호를 발생하며, 상기 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간 별로 상기 카운터 회로의 카운트 동작 및 중지 동작을 제어하기 위한 카운터 제어 신호를 발생하는 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이로 구성되는 이미지 센서의 구동 방법은, 적어도 하나의 픽셀에서 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하도록 픽셀 제어 신호를 발생하는 단계; 상기 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하는 적어도 하나의 픽셀을 선택하도록 픽셀 선택 신호를 발생하는 단계; 상기 픽셀 선택을 해제하기 위한 픽셀 해제 신호를 발생하고, 상기 선택된 픽셀의 제1 집적 구간에서의 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하도록 카운터 제어 신호를 발생하는 단계; 상기 제1 집적 구간에서의 카운트를 중지하도록 카운트 제어 신호를 발생하고, 상기 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하는 적어도 하나의 픽셀을 선택하도록 픽셀 선택 신호를 발생하는 단계; 상기 제1 집적 구간에 뒤따르는 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하도록 픽셀 제어 신호를 발생하는 단계; 및 상기 선택된 픽셀의 제2 집적 구간에서의 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하도록 카운터 제어 신호를 발생하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 기존 픽셀 어레이 및 아날로그 회로를 변경시키지 않고 컨트롤러의 제어 신호만으로 고조도 및 저조도의 빛을 감지할 수 있어 다이나믹 레인지가 확대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구성에 대한 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 이미지 센서를 구성하는 픽셀의 회로도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구동 방법을 위한 타이밍도를 나타낸다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구동 방법에 있어서, 카운터의 동작 시간을 빛의 조도에 따라 분배하는 것을 도식화하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구동 방법에 대한 순서도이다.
이상, 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구성에 대한 블록도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(50)는 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이(10), 로 디코더(row decoder, 20), 픽셀들로부터 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 카운터 회로(30) 및 이들을 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 컨트롤러(40)를 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(10)는 복수의 픽셀들로 구성되고, 특정 행(row)의 픽셀들은 로 디코더(20)로부터 입력되는 신호에 따라 입사되는 빛에 의한 광전하를 집적하여 출력시킬 수 있다. 픽셀 어레이(10)의 각 픽셀은 각 행별로, 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간에 따라 광전하를 집적하여 출력할 수 있다. 제1 집적구간은, 중조도 및 저조도의 빛을 감지하기 위한 구간으로서, normal exposure time 일 수 있다. 제2 집적 구간은 고조도의 빛을 감지하기 위한 구간으로서, scan zone exposure time 일 수 있다. 저, 중, 고조도의 빛을 구별하여 감지하기 위해 제1 집적 구간은 제2 집적구간의 크기보다 크게 설정될 수 있다. 본 발명에서는 제1 집적 구간에 의한 이미지 신호를 변환하기 위하여 카운터 회로가 카운팅 동작을 하고, 이후 잠시 카운트 중지하였다가, 제2 집적 구간의 이미지 신호를 변환하기 위하여 카운팅 동작을 다시 재개하는 방식으로 빛의 다이나믹 레인지를 증가시킬 수 있다. 이 경우, 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간 별로 카운터를 추가적으로 배치하는 일 없이, 하나의 카운터를 가지고, 카운트 및 카운트 중지를 교대로 수행함으로써 저, 중, 고조도의 빛을 모두 감지할 수 있도록 한다.
로 디코더(20)는 컨트롤러(40)의 제어에 따라 각 행(row)의 픽셀들을 제어하기 위한 픽셀 제어 신호를 각 행 별로 출력할 수 있다. 픽셀 제어 신호는, 예컨대, 픽셀을 구성하는 트랜지스터의 온-오프를 제어하는 신호일 수 있다.
카운터 회로(30)는, 픽셀 어레이(10)의 각 픽셀들로부터 출력되는 아날로그 신호를 소정 기준 신호와 비교하여 이로부터 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 카운터 회로(30)는 비교기 및 카운터를 포함할 수 있고, 이외에도 비교기의 비교 동작시 필요한 기준 신호를 발생시키는 기준 신호 발생기, 메모리를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카운터 회로(30)는, 컨트롤러(40)의 제어 신호에 따라, 광전하를 출력하는 픽셀들 중 적어도 하나로부터 출력 신호를 입력받기 위하여 해당 픽셀을 선택하기 위한 픽셀 선택 신호, 또는, 픽셀 선택을 해제하기 위한 픽셀 해제 신호를 픽셀에 인가할 수 있다. 또한, 카운터 회로(30)는 카운트 제어 신호를 기반으로 카운트를 시작할 수 있다. 카운트 제어 신호는 컨트롤러(40)로부터 인가될 수 있고, 픽셀의 선택이 해제된 이후, 카운트 동작을 하고, 픽셀 선택 직전에 카운트 중지 동작을 할 수 있도록, 제1 레벨 및 제2레벨 신호를 포함할 수 있다.
컨트롤러(40)는, 복수의 픽셀 각각에 대하여 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간 별로 광전하를 출력하기 위한 픽셀 제어 신호를 발생하고, 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간을 기반으로 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 선택하기 위한 픽셀 선택 신호 및 픽셀 선택을 해제하기 위한 픽셀 해제 신호를 발생할 수 있다. 또한, 컨트롤러(40)는, 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간 별로 상기 카운터 회로의 카운트 동작 및 중지 동작을 제어하기 위한 카운터 제어 신호를 발생할 수 있다.
본 발명의 컨트롤러는 도 1에서 도시되는 로 디코더(20) 및 컨트롤러(40)를 모두 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에는 10 비트의 카운터를 예시하여 설명할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 이미지 센서를 구성하는 픽셀의 회로도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 픽셀(100)은, 기판에 형성되어 빛을 감지하는 광전 변환부(PD), 기판에 형성되고 광전 변환부(PD)의 일측에 배치되어 광전 변환부(PD)에서 변환된 전하를 저장하는 전하 저장부(FD), 기판 상에 광전 변환부(PD)의 일측에 배치되고 광전 변환부(PD)로부터의 전하를 전하 저장부(FD)로 전송하는 전송 스위칭부(TX) 및 상기 광전 변환부(PD) 및 전하 저장부(FD)의 전하를 전원 전압(VDD)로 드레인시키는 리셋 스위칭부(RX)를 포함할 수 있다. 또한, 픽셀(100)은 전하 저장부(FD)에 저장된 전하의 전하량 정보를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 출력부는 도 2에서 예시되는 드라이브 스위칭부(DX), 선택 스위칭부(SX) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 픽셀(100)는 픽셀로부터 출력되는 신호를 카운터 회로(30)측에서 선택적으로 수신하기 위한 픽셀 선택 스위칭부(PIXSEL)를 더 포함할 수 있다. 픽셀 선택 스위칭부(PIXEL)는 카운터 회로로부터 입력되는 픽셀 선택 신호에 따라 온(on)되고, 픽셀 선택 해제 신호에 따라 오프(off)될 수 있다. 픽셀 선택 신호가 인가되어 픽셀 선택 스위칭부(PIXSEL)가 온되는 경우에는 픽셀과 카운터 회로 간에 신호가 전달될 수 있는 상태가 되고, 픽셀 선택 해제 신호가 인가되어 픽셀 선택 스위칭부(PIXSEL)가 오프되는 경우에는 픽셀과 카운터 회로가 분리되어 이들 간에 신호가 전달되지 못하는 상태이다. 본 발명에서는 픽셀 선택 신호 및 해제 신호의 타이밍을 기반으로 카운터 제어 신호를 인가함으로써, 카운터의 카운팅 동작 및 중지 동작을 제어할 수 있다. 한편, 픽셀 선택 스위칭부(PIXSEL)는 픽셀에 포함되어 구성될 수 있지만, 컬럼 라인로 배치되거나 카운터 회로(30)에 포함되는 구성요소일 수 있다.
도 2에서 예시되는 스위칭부(TX, RX, DX, SX)는 CMOS 트랜지스터로 구성되고, 전하 저장부(FD, Floating Diffusion Region)는 커패시터로 구성될 수 있다. 또한, 픽셀 어레이(100)는 전원 전압(VDD)을 더 포함할 수 있고 복수의 픽셀 회로가 존재하는 경우 각 픽셀 회로는 전원 전압(VDD)을 공유할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구동 방법을 위한 타이밍도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, RX, TX 및 SX 은 픽셀의 리셋 스위칭부, 전송 스위칭부 및 선택 스위칭부의 구동 타이밍을 나타낸다. 또한, PIXSEL은 픽셀 선택 스위칭부의 구동 타이밍을 나타내고, Conter_ctr은 카운터 회로에서 카운터를 동작시키기 위한 신호의 구동 타이밍을 나타낸다. PIXSEL의 구동 타이밍에서 on은 픽셀 선택 신호를 나타내고, off는 선택 해제 신호를 나타낸다. 또한, Conter_ctr에서 on 은 제1 레벨로서 카운터를 카운트 동작 시키는 신호이고, off 는 제2 레벨로서 카운터의 카운팅 중지 동작을 제어하는 신호이다.
단계(a)에서 픽셀의 광전 변환부 및 전송 스위칭부를 flush 한다. 이후, 제1 집적 구간 동안의 광전 변환부의 광전하 집적을 개시한다. 제1 집적구간(NET)은 포토 다이오드의 플러쉬(a) 이후로부터 전송 스위칭부의 동작타이밍(c) 까지일 수 있다. 제1 집적국간은 중저도 또는 저조도의 구간을 감지하기 위한 구간이다.
단계(b)에서, 리셋 스위칭부를 동작시켜 이후 리셋 신호를 검출한다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러는 리셋 신호의 출력 타이밍과 동기하여 픽셀 선택 신호를 발생시켜 선택된 픽셀과 카운터 회로를 연결시킨다.
단계(c) 에서 선택 스위칭부를 동작시켜 이후에 픽셀의 이미지 신호를 검출한다. 한편, 이미지 신호의 출력이 완료되고, 제2 집적 구간의 개시 전에 픽셀 선택을 해제한다. 여기서 픽셀 선택이 해제되는 타이밍(t1) 이후에 카운팅 동작을 개시한다. 즉, 제1 집적 구간에 의한 이미지 신호의 카운트 개시 시간은 픽셀 해제 신호가 발생된 직후이다. 카운터 회로는, 1 집적 구간에서의 이미지 신호에 대하여 픽셀 해제 신호가 유지되는 동안 카운트할 수 있다.
단계(d)에서 제2 집적 단계에서의 광전하 집적 전에, 픽셀의 광전 변환부 및 전송 스위칭부를 flush 한다. 제2 집적구간(NET)은 포토 다이오드의 플러쉬(d) 이후로부터 전송 스위칭부의 동작타이밍(f) 까지일 수 있다.
단계(e)에서, 리셋 스위칭부를 동작시켜 이후 리셋 신호를 검출한다. 마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러는 리셋 신호의 출력 타이밍과 동기하여 타이밍(t2)에 픽셀 선택 신호를 다시 발생시켜 선택된 픽셀과 카운터 회로를 연결시킬 수 있다. 픽셀이 카운터회로와 연결되면, 카운터 동작을 중지시킨다. 제1 집적 구간의 이미지 신호에 대한 카운트를 구간(NED) 동안에 카운트하고, 이 구간(NED)은 적어도, 픽셀 해제 신호가 유지되는 t1 내지 t2 구간 내에 존재한다.
단계(f) 에서 선택 스위칭부를 동작시켜 이후에 픽셀의 이미지 신호를 검출한다.
마찬가지로, 이미지 신호의 출력이 완료되는 때에 타이밍(t3)에서 픽셀 선택을 해제한다. 여기서 픽셀 선택이 해제되는 타이밍(t3) 이후에 카운팅 동작을 개시한다. 이에 따라, 카운터는 제2 집적 구간에서의 이미지 신호에 대하여 카운트를 재개할 수 있다.
상술한 바와 같이, 픽셀에 대하여 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간을 설정하여 고조도 및, 중저조도의 빛을 구별하여 출력하고, 이에 대한 신호를 하나의 카운터 회로가 연속적으로 카운트를 할 수 있다. 카운트 동작 타이밍(NED, SED)을 조절함으로써, 하나의 카운터를 가지고 다이나믹 레인지를 증가시킬 수 있다. 이하, 도 4에서 카운터의 클락 타이밍에 따른 동작을 설명한다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구동 방법에 있어서, 카운터의 동작 시간을 빛의 조도에 따라 분배하는 것을 도식화하고 있다. 도 4의 (a)를 참조하면, 가로는 빛의 조도를 나타내고, 세로는 카운터 회로의 카운터 클락을 나타낸다. 카운터 회로의 카운터가 10비트로 구성된 경우를 예로 들어 설명한다. 도 4의 (a)에서 나타내는 빛의 전체 조도, 즉, 중저조도 및 고조도의 빛을 모두 감지하도록 카운트 클락은 0, 1, 2, 3, 4, ... 210 - 1(1023). 까지 카운트될 수 있다. 제1 집적 구간에서 카운트 되는 저조도 빛은 NED이고, 제2 집적 구간에서 카운트되는 고조도 빛은 SED를 나타낸다. 저조도 빛에 대해서는 1 부터 896 클락까지 카운트하고, 고조도빛에 대해서는 897 부터 1023까지 카운트할 수 있다. 저조도 빛을 카운트하는 시간이 고조도의 그것보다 길기 때문에 고조도에서의 기울기(B)는 저조도에서의 기울기(A)보다 작게 된다.
도 4의 (b)를 참조하면, 가로축이 카운터의 클락을 나타낸다. 카운터의 클락이 0 부터 1023까지 존재하는 경우 제1 집적 구간에 의한 NED 는 896 클락까지 카운트하고, 제2 집적 구간에 의한 SED 는 다음 클락부터 카운트할 수 있다. 즉, 카운터 회로의 타이밍 구간을 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간에 따라 분배함으로써, 기존 픽셀 회로 및 아날로그 회로를 가지고 다이나믹 레인지의 이미지 센서를 획득할 수 있다. 여기서 SED 와 NED 의 분배 타이밍 P 는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구동 방법에 대한 순서도이다.
단계(S11)에서, 적어도 하나의 픽셀에서 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하도록 픽셀 제어 신호를 발생한다. 픽셀 제어 신호는 픽셀을 구성하는 스위칭부를 온-오프시키는 신호로서, 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하기 위해서 픽셀의 리셋 스위칭부 및 선택 스위칭 부를 순차적으로 구동할 수 있다.
단계(S12)에서, 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하는 적어도 하나의 픽셀을 선택하도록 픽셀 선택 신호를 발생한다. 픽셀 선택 스위칭부의 신호로서, 이미지 신호를 출력하는 픽셀에 대하여 카운터 회로에서 이를 변환하기 위해 픽셀 및 카운터 회로를 연결시키는 동작이다.
단계(S13)에서, 픽셀 선택을 해제하기 위한 픽셀 해제 신호를 발생하고, 상기 선택된 픽셀의 제1 집적 구간에서의 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하도록 카운터 제어 신호를 발생한다. 픽셀 해제 신호가 발생되면 선택된 픽셀과 카운터 회로가 분리되고, 카운터 제어 신호는 카운팅 동작을 위한 제1 레벨 신호로서, 카운터 회로에 기 수신된 아날로그 신호가 카운트 개시될 수 있다. 이후, 픽셀 해제 신호 발생 후 제1 집적 구간에 잔존하는 광전하를 소거시키기 위해 픽셀의 광전 변환부 등을 플러쉬 시킬 수 있다. 픽셀의 플러쉬 후 제2 집적 구간이 개시되어 고조도의 광전하가 집적된다.
단계(S14)에서, 제1 집적 구간에서의 카운트를 중지하도록 카운트 제어 신호를 발생하고, 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하는 적어도 하나의 픽셀을 선택하도록 픽셀 선택 신호를 발생한다. 여기서 카운트를 중지하기 위한 제2 레벨의 신호가 카운터 회로에 인가된다.
단계(S15)에서, 제1 집적 구간에 뒤따르는 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하도록 픽셀 제어 신호를 발생한다. 즉, 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하기 위해서 픽셀의 리셋 스위칭부 및 선택 스위칭 부를 순차적으로 구동할 수 있다.
단계(S16)에서, 선택된 픽셀의 제2 집적 구간에서의 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하도록 카운터 제어 신호를 발생한다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구동 방법 등에 대해 설명하였다. 본 발명의 이미지 센서의 구동 방법은, 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록 매체에 전자적 기록 코드로서 저장되어 제공될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이로 구성되는 이미지 센서에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들로부터 출력된 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하는 카운터 회로;
    상기 복수의 픽셀 각각에 대하여 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간 별로 광전하를 출력하기 위한 픽셀 제어 신호를 발생하고, 상기 제1 집적 구간 및 상기 제2 집적 구간을 기반으로 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 선택하기 위한 픽셀 선택 신호 및 픽셀 선택을 해제하기 위한 픽셀 해제 신호를 발생하며, 상기 제1 집적 구간 및 제2 집적 구간 별로 상기 카운터 회로의 카운트 동작 및 중지 동작을 제어하기 위한 카운터 제어 신호를 발생하는 컨트롤러를 포함하는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 픽셀 해제 신호 발생 후 상기 카운트 회로의 카운트 동작을 위한 상기 카운터 제어 신호를 발생하도록 제어하는 이미지 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 카운트 회로의 카운트 중지를 위한 카운트 제어 신호 발생 후 상기 픽셀 선택 신호를 발생하는 이미지 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집적 구간은 상기 제2 집적 구간보다 크게 설정되고 중저도 및 저조도의 빛을 감지하여 광전하를 집적하는 구간인 이미지 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 제어 신호는, 카운팅 동작을 위한 제1 레벨 신호 및 카운트 정지 동작을 제2 레벨 신호를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 적어도 상기 픽셀 선택 신호의 발생 구간에는 제2 레벨 신호를 발생시키는 이미지 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 픽셀 해제 신호 발생 이후에 상기 선택된 픽셀을 리셋시키는 신호를 발생하는 이미지 센서.
  7. 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이로 구성되는 이미지 센서의 구동 방법에 있어서,
    적어도 하나의 픽셀에서 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하도록 픽셀 제어 신호를 발생하는 단계;
    상기 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하는 적어도 하나의 픽셀을 선택하도록 픽셀 선택 신호를 발생하는 단계;
    상기 픽셀 선택을 해제하기 위한 픽셀 해제 신호를 발생하고, 상기 선택된 픽셀의 제1 집적 구간에서의 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하도록 카운터 제어 신호를 발생하는 단계;
    상기 제1 집적 구간에서의 카운트를 중지하도록 카운트 제어 신호를 발생하고, 상기 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하는 적어도 하나의 픽셀을 선택하도록 픽셀 선택 신호를 발생하는 단계;
    상기 제1 집적 구간에 뒤따르는 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하도록 픽셀 제어 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 선택된 픽셀의 제2 집적 구간에서의 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하도록 카운터 제어 신호를 발생하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 집적 구간은 상기 제2 집적 구간보다 크게 설정되고 중저도 및 저조도의 빛을 감지하여 광전하를 집적하는 구간인 이미지 센서의 구동 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 카운터 제어 신호는, 카운팅 동작을 위한 제1 레벨 신호 및 카운트 정지 동작을 제2 레벨 신호를 포함하고,
    적어도 상기 픽셀 선택 신호의 발생 구간에는 제2 레벨 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는 이미지 센서의 구동 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 픽셀 해제 신호 발생 이후에 상기 선택된 픽셀을 플러쉬시키는 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서의 구동 방법.
  11. 이미지 센서를 구동하는 방법을 실행시키기 위한 전자식 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 전자식 코드는,
    적어도 하나의 픽셀에서 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하도록 픽셀 제어 신호를 발생하고, 상기 제1 집적 구간에서의 광전하를 출력하는 적어도 하나의 픽셀을 선택하도록 픽셀 선택 신호를 발생하고, 상기 픽셀 선택을 해제하기 위한 픽셀 해제 신호를 발생하고, 상기 선택된 픽셀의 제1 집적 구간에서의 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하도록 카운터 제어 신호를 발생하는 단계;
    상기 제1 집적 구간에서의 카운트를 중지하도록 카운트 제어 신호를 발생하고, 상기 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하는 적어도 하나의 픽셀을 선택하도록 픽셀 선택 신호를 발생하고, 상기 제1 집적 구간에 뒤따르는 제2 집적 구간에서의 광전하를 출력하도록 픽셀 제어 신호를 발생하며, 상기 선택된 픽셀의 제2 집적 구간에서의 이미지 신호를 디지털 데이터로 변환하여 카운트하도록 카운터 제어 신호를 발생하도록 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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JP2010178197A (ja) 2009-01-30 2010-08-12 Panasonic Corp 固体撮像装置の駆動方法、固体撮像装置およびカメラ

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