KR101806860B1 - Thermogram apparatus and a method for correcting process variation per pixel - Google Patents

Thermogram apparatus and a method for correcting process variation per pixel Download PDF

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Abstract

본 발명은 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 열화상 장치는, 피사체의 열 정보를 감지하는 실효 볼로미터(bolometer)로 이루어진 실효 화소 어레이(array)와 보정의 기준이 되는 기준 볼로미터로 이루어진 기준 화소 어레이로 형성되는 센서부 및 피사체의 열이 차단된 상태에서 실효 화소 어레이에서 출력되는 실효전류와 기준 화소 어레이에서 출력되는 기준전류의 차이를 비교하여 화소별 공정편차를 산출하고, 산출된 공정편차가 0이 아닌 경우, 보정전류를 생성하여 상기 공정편차를 0으로 보정하는 제어부를 포함한다.The present invention discloses a thermal imaging apparatus and method for correcting a process deviation of each pixel. The thermal imaging apparatus according to the present invention includes a sensor unit formed of a reference pixel array made up of an effective pixel array consisting of an effective bolometer for detecting thermal information of a subject and a reference bolometer serving as a reference of correction, A difference between the effective current output from the effective pixel array and the reference current output from the reference pixel array is compared to calculate a process deviation for each pixel. If the calculated process deviation is not 0, a correction current is generated And corrects the process deviation to zero.

Description

화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치 및 방법{Thermogram apparatus and a method for correcting process variation per pixel}[0001] The present invention relates to a thermal imaging apparatus and a method for correcting a process variation of a pixel,

본 발명은 열화상 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보정용 전류원을 제어하여 각 화소들의 공정편차를 보정하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal imaging apparatus, and more particularly, to a thermal imaging apparatus and method for correcting a process deviation of each pixel, which corrects a process deviation of each pixel by controlling a correction current source.

일반적으로, 볼로미터(bolometer) 열화상 카메라의 제조공정 상에서 발생하는 화소별 볼로미터 소자의 저항 편차를 보정하는 때, 기본적인 화소의 구성은 실제 피사체의 열을 감지하는 실효(active) 볼로미터와 이와 동일한 저항값을 가지지만 피사체의 열이 차단된 형태의 기준(reference) 볼로미터를 직렬로 연결시키고, 보정용 저항 어레이와 이들 저항의 선택할 수 있는 MOS 스위치들을 연결하는 형태이다.In general, when correcting the resistance variation of a pixel-by-pixel volumetric element occurring in a manufacturing process of a bolometer thermal imager, the basic pixel configuration is an active bolometer that senses the actual object's heat, But it is a form that connects the reference resistance bolometer in the form of the heat of the subject in series and connects the correction resistance array and the MOS switches which can select these resistors.

또한 이에 대한 동작원리는 피사체 열원이 완전히 차단된(dark) 상태에서 실효 볼로미터와 기준 볼로미터의 저항값이 완전히 동일하면 리드아웃(readout) 회로의 적분기(column integrator) 출력이 특정값으로 고정된다. 하지만 두 볼로미터 저항값에 편차가 발생하면 이에 비례하여 적분기 출력이 특정값에서 충전 또는 방전이 된다. 따라서, 기존에는 이러한 적분기 출력에 대한 특정값을 읽음으로써 볼로미터의 공정편차에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 여기서, 각 화소들의 공정편차에 대한 정보는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)를 통해 프레임 메모리(frame memory)에 저장된다. In addition, the operation principle is that the output of the integrator of the readout circuit is fixed to a specific value when the resistance values of the effective bolometer and the reference bolometer are completely the same when the subject heat source is completely blocked (dark). However, when there is a deviation in the two bolometer resistances, the integrator output is charged or discharged at a specific value. Therefore, in the past, information on the process variation of the bolometer could be obtained by reading a specific value of the integrator output. Here, information on the process variation of each pixel is stored in a frame memory through an analog-to-digital converter (ADC).

즉, 기존 기술은 모든 화소에 대해 적분기 출력이 특정값으로 고정되도록 프레임 메모리에 저장된 화소별 편차 정보를 이용하여 각 화소의 MOS 스위치들을 제어하고, 보정용 저항값을 조절한다. 이렇게 화소별로 볼로미터의 저항값에 대한 편차를 보정한 후, 피사체의 열을 각 화소의 실효 볼로미터가 감지하도록 하면 원하는 열화상을 얻을 수 있게 된다.That is, the conventional technique controls the MOS switches of each pixel using the pixel-by-pixel deviation information stored in the frame memory so that the integrator output is fixed to a specific value for all the pixels, and adjusts the resistance value for correction. After correcting the deviation of the resistance value of the bolometer by pixel in this manner, letting the effective bolometer of each pixel sense the row of the subject, a desired thermal image can be obtained.

하지만 기존 기술의 경우, 보정용 저항 어레이들을 선택하기 위한 MOS 스위치들이 모두 ON 저항(RSD_ON) 편차를 가지게 되고, 이것들이 보정용 저항들에 다시 각각 병렬로 연결됨으로써 원하는 보정값을 정확히 얻기 힘들다. 또한 불연속적인 저항값들을 조합하여 원하는 보정에 대한 저항값을 만든데 있어서 그 해상도에도 한계점을 가진다.However, in the case of the conventional technique, all of the MOS switches for selecting the correction resistor arrays have an ON resistance (R SD_ON ) deviation, and they are respectively connected in parallel to the correction resistors so that it is difficult to accurately obtain the desired correction value. In addition, there is a limit to the resolution of the resistance value for the desired correction by combining discontinuous resistance values.

그러므로, 전술된 문제점들을 해결할 수 있는 화소별 볼로미터의 공정편차를 보정하는 방법이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a method for correcting the process variation of the per-pixel bolometer that can solve the above-described problems.

한국등록특허공보 제10-1533404호(2015.06.26.)Korean Patent Registration No. 10-1533404 (Jun. 26, 2015)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각 화소들의 볼로미터를 바이어스 저항으로 이용하여 전류원을 동작시켜 각 화소들의 전류가 기준전류에서 벗어나는 차이를 산출하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thermal imaging apparatus and method for correcting a process deviation of each pixel, which calculates a difference between a current of each pixel and a reference current by operating a current source using a bolometer of each pixel as a bias resistance There is a purpose.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 산출된 차이를 기초로 보정 전류원을 제어하여 각 화소들의 공정편차를 보정하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a thermal imaging apparatus and method for correcting a process deviation of each pixel for correcting a process deviation of each pixel by controlling a correction current source based on the calculated difference.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 기준 화소 어레이의 출력전류에 대한 평균치를 기준전류로 설정하여 각 실효 화소별 공정편차를 보정하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a thermal imaging apparatus and method for correcting a process deviation of each pixel for correcting a process deviation of each effective pixel by setting an average value of an output current of a reference pixel array as a reference current .

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치는, 피사체의 열 정보를 감지하는 실효 볼로미터(bolometer)로 이루어진 실효 화소 어레이(array)와 보정의 기준이 되는 기준 볼로미터로 이루어진 기준 화소 어레이로 형성되는 센서부 및 상기 피사체의 열이 차단된 상태에서 상기 실효 화소 어레이에서 출력되는 실효전류와 상기 기준 화소 어레이에서 출력되는 기준전류의 차이를 비교하여 화소별 공정편차를 산출하고, 상기 산출된 공정편차가 0이 아닌 경우, 보정전류를 생성하여 상기 공정편차를 0으로 보정하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thermal imaging apparatus for correcting a process deviation of each pixel according to the present invention, comprising: an effective pixel array including an effective bolometer for sensing thermal information of a subject; A sensor unit formed of a reference pixel array formed of a borehole and a difference between a reference current outputted from the reference pixel array and an effective current outputted from the effective pixel array in a state in which the heat of the subject is blocked, And generating a correction current to correct the process deviation to 0 when the calculated process deviation is not zero.

또한 상기 제어부는, 상기 실효 볼로미터와 상기 기준 볼로미터를 전류미러(current mirror) 회로의 바이어스 저항으로 적용하여 실효 화소와 기준 화소에 대한 전류원 회로로 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller may be configured as a current source circuit for an effective pixel and a reference pixel by applying the effective boresmometer and the reference boresmometer as a bias resistor of a current mirror circuit.

또한 상기 제어부는, 상기 기준전류를 상기 기준 화소 어레이의 전체에 대한 출력전류의 평균값으로 출력시키는 기준전류 생성회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include a reference current generation circuit for outputting the reference current as an average value of output currents for the entire reference pixel array.

또한 상기 기준전류 생성회로는, 상기 기준 화소 어레이의 각 기준 화소에서 출력되는 출력전류를 하나의 노드(node)로 연결하여 합하고, 상기 합해진 출력전류를 상기 기준 화소의 개수만큼 나누어 평균값을 가지는 상기 기준전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.The reference current generation circuit may be configured to combine the output currents output from the reference pixels of the reference pixel array by one node and divide the summed output current by the number of the reference pixels, And outputs a current.

또한 상기 제어부는, 하나의 기준 보정 전류원과, 각 화소별 또는 행/열별로 배치되고, 상기 기준 보정 전류원으로부터 2의 지수배의 전류 이득을 갖는 복수의 세부 보정 전류원을 구비하는 제1 보정회로를 포함하되, 상기 세부 보정 전류원은, 상기 공정편차에 따라 동작하는 복수의 P-MOS를 구비하는 P-MOS 전류미러 회로 및 복수의 N-MOS를 구비하는 N-MOS 전류미러 회로 중 적어도 하나를 포함하여 상기 보정전류를 생성하는 것을 특징으로 한다.The control unit includes a first correction current source and a first correction circuit which is disposed for each pixel or for each row or column and includes a plurality of detailed correction current sources having an exponentiation current gain of 2 from the reference correction current source Wherein the detailed correction current source includes at least one of a P-MOS current mirror circuit having a plurality of P-MOSs operating according to the process variation and an N-MOS current mirror circuit having a plurality of N-MOSs Thereby generating the correction current.

또한 상기 세부 보정 전류원은, 상기 실효전류가 상기 기준전류보다 작은 경우, 상기 P-MOS 전류미러 회로를 동작시켜 동일한 값의 전류를 더하고, 상기 실효전류가 상기 기준전류보다 큰 경우, 상기 N-MOS 전류미러 회로를 동작시켜 동일한 값의 전류를 빼는 것을 특징으로 한다.The detailed correction current source may further include an N-MOS transistor for operating the P-MOS current mirror circuit to add a current of the same value when the effective current is smaller than the reference current, And the current mirror circuit is operated to subtract the current of the same value.

또한 상기 제어부는, 각 화소별 또는 행/열별로 보정 전류원을 배치하고, 상기 배치된 보정 전류원의 바이어스 전압을 디지털-아날로그 변환기의 출력(VDAC)으로 연결하여 상기 보정전류를 생성하는 제2 보정회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include a correction unit that arranges a correction current source for each pixel or row / column, connects the bias voltage of the arranged correction current source to the output (V DAC ) of the digital-analog converter, Circuit.

본 발명에 따른 화소별 공정편차를 보정하는 방법은, 피사체의 열이 차단된 상태에서, 피사체의 열 정보를 감지하는 실효 볼로미터로 이루어진 실효 화소 어레이와 보정의 기준이 되는 기준 볼로미터로 이루어진 기준 화소 어레이를 이용하여 열 감지를 하는 단계, 상기 감지된 열에 대한 실효전류와 기준전류의 차이를 비교하여 화소별 공정편차를 산출하는 단계 및 상기 산출된 공정편차가 0이 아닌 경우, 보정전류를 생성하여 상기 공정편차를 0으로 보정하는 단계를 포함한다.A method of correcting a process deviation of each pixel according to the present invention is a method of correcting a process deviation of each pixel in a reference pixel array including an effective pixel array composed of an effective bolometer for detecting thermal information of a subject and a reference bolometer Calculating a process deviation for each pixel by comparing a difference between an effective current and a reference current for the sensed heat and generating a correction current when the calculated process deviation is not 0, And correcting the process deviation to zero.

본 발명에 따른 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치 및 방법은 각 화소들의 볼로미터를 바이어스 저항으로 이용하여 전류원을 동작시켜 각 화소들의 전류가 기준전류에서 벗어나는 차이를 산출할 수 있다.A thermal imaging apparatus and method for correcting a process deviation of each pixel according to the present invention can use a bolometer of each pixel as a bias resistor to operate a current source to calculate a difference of a current of each pixel from a reference current.

또한 산출된 차이를 기초로 보정 전류원을 제어하여 각 화소들의 공정편차를 보정할 수 있다.Also, the correction current source can be controlled based on the calculated difference to correct the process variation of each pixel.

또한 기준 화소 어레이의 출력전류에 대한 평균치를 기준전류로 설정하여 각 실효 화소별 공정편차를 보정하여 효과적인 보정 및 열화상의 품질을 높일 수 있다.In addition, the average value of the output current of the reference pixel array is set as the reference current, and the process deviation of each effective pixel is corrected to improve the quality of the effective correction and degradation image.

또한 기존의 반도체 결함검사, 화물검사 등의 분야에서 사용되는 X선 촬영을 대체하여 사용자의 방사선 노출을 미연에 차단할 수 있다.In addition, X-ray radiography used in the fields of conventional semiconductor defect inspection and cargo inspection can be replaced, thereby preventing exposure of the user to radiation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전류 생성회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 A부분을 제1 실시예로 구체화한 도면이다.
도 7은 도 2의 A부분을 제2 실시예로 구체화한 도면이다.
도 8은 도 2의 A부분을 제3 실시예로 구체화한 도면이다.
도 9는 도 2의 A부분을 제4 실시예로 구체화한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소별 공정편차를 보정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block diagram for explaining a thermal imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view for explaining the operation of the thermal imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a pixel array according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a current source circuit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a reference current generating circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating the portion A of FIG. 2 as a first embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a portion A of FIG. 2 as a second embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a portion A of FIG. 2 as a third embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a part A of FIG. 2 as a fourth embodiment.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of correcting a process deviation of each pixel according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals as used in the appended drawings denote like elements, unless indicated otherwise. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather obvious or understandable to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining a thermal imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 열화상 장치(100)는 각 화소들의 볼로미터를 바이어스 저항으로 이용하여 전류원을 동작시켜 각 화소들의 전류값이 기준 전류값에서 벗어나는 차이를 산출한다. 열화상 장치(100)는 산출된 차이를 기초로 보정 전류원을 제어하여 각 화소들의 공정편차를 보정한다. 열화상 장치(100)는 기준 화소 어레이의 평균치를 기준 전류값으로 설정하여 각 실효 화소별 공정편차를 보정한다. 따라서, 열화상 장치(100)는 사용자에게 보다 품질이 높은 열화상을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 1, the thermal imaging apparatus 100 operates a current source using a bolometer of each pixel as a bias resistor, and calculates a difference in current value of each pixel deviating from a reference current value. The thermal imaging apparatus 100 controls the correction current source based on the calculated difference to correct the process variation of each pixel. The thermal imaging apparatus 100 sets the average value of the reference pixel array as a reference current value to correct the process deviation for each effective pixel. Thus, the thermal imaging apparatus 100 can provide a user with a higher quality thermal image.

열화상 장치(100)는 카메라, 반도체 결함검사, 화물검사 등의 분야에 적용될 수 있으며, 센서부(10), 제어부(20), 출력부(30) 및 저장부(40)를 포함한다.The thermal imaging apparatus 100 includes a sensor unit 10, a control unit 20, an output unit 30, and a storage unit 40, which are applicable to cameras, semiconductor defect inspection, cargo inspection,

센서부(10)는 피사체의 열 정보를 감지하는 실효 볼로미터와 기준이 되는 기준 볼로미터를 포함한다. 여기서, 실효 볼로미터와 기준 볼로미터는 동일한 볼로미터일 수 있다. 다만, 기준 볼로미터는 열 정보를 감지할 수 없도록 더미(dummy)로 배치될 수 있다. The sensor unit 10 includes an effective bolometer for sensing thermal information of a subject and a reference reference bolometer. Here, the effective bolometer and the reference bolometer may be the same bolometer. However, the reference bolometer may be arranged in a dummy so that the column information can not be sensed.

센서부(10)는 실효 볼로미터와 기준 볼로미터를 하나의 화소에 배치하지 않는다. 즉, 센서부(10)는 실효 볼로미터로 이루어진 실효 화소 어레이(array)와 별도로 기준 볼로미터로 이루어진 기준 화소 어레이를 형성된다. The sensor unit 10 does not arrange the effective bolometer and the reference bolometer in one pixel. That is, the sensor unit 10 is formed with a reference pixel array made up of an effective pixel array made up of an effective bolometer and a reference bolometer separately.

제어부(20)는 피사체의 열이 차단된 상태에서 실효 화소 어레이에서 출력되는 실효전류와 기준 화소 어레이에서 출력되는 기준전류의 차이를 비교하여 화소별 공정편차를 산출한다. 제어부(20)는 산출된 공정편차가 0인지 아닌지를 판단을 한다. The control unit 20 compares the difference between the effective current output from the effective pixel array and the reference current output from the reference pixel array in the state where the heat of the subject is blocked, thereby calculating a process deviation for each pixel. The control unit 20 determines whether the calculated process deviation is 0 or not.

여기서, 공정편차가 0인 경우, 제어부(20)는 화소별 공정편차를 보정하지 않고, 바로 피사체의 열화상을 측정할 수 있도록 제어한다. 공정편차가 0이 아닌 경우, 제어부(20)는 화소별 공정편차만큼의 보정전류를 생성하여 공정편차를 0으로 보정한 후, 피사체의 열화상을 측정할 수 있도록 제어한다.Here, when the process deviation is 0, the control section 20 controls the thermal image of the subject immediately so as to measure the process deviation of each pixel without correcting the deviation. If the process deviation is not 0, the control unit 20 generates a correction current corresponding to the pixel process deviation, corrects the process deviation to 0, and controls the thermal image of the subject to be measured.

출력부(30)는 피사체에 대한 열화상을 출력한다. 출력부(30)는 피사체의 열화상을 흑백의 농담 또는 색깔로 출력한다. 출력부(30)는 액정 디스플레이, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이, 유기 발광 다이오드, 플렉시블 디스플레이, 3차원 디스플레이 등의 디스플레이일 수 있다. 또한 출력부(30)는 빔 프로젝터, 프린터 등일 수 있다.The output unit 30 outputs a thermal image for the subject. The output unit 30 outputs a thermal image of the subject in a black or white shade or color. The output unit 30 may be a liquid crystal display, a thin film transistor liquid crystal display, an organic light emitting diode, a flexible display, a three-dimensional display, or the like. The output unit 30 may be a beam projector, a printer, or the like.

저장부(40)는 실효 볼로미터에서 감지된 열 정보가 저장된다. 저장부(40)는 제어부(40)에서 산출된 공정편차 및 보정전류에 대한 정보가 저장된다. 또한 저장부(40)는 출력부(30)에서 출력되는 열화상 정보도 저장될 수 있다. 저장부(40)는 플래시 메모리 타입, 하드디스크 타입, 미디어 카드 마이크로 타입, 카드타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램, SRAM, 롬, EEPROM, PROM, 자기메모리, 자기디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.The storage unit 40 stores the thermal information sensed by the effective bolometer. The storage unit 40 stores information on the process variation and the correction current calculated by the control unit 40. The storage unit 40 may also store thermal image information output from the output unit 30. The storage unit 40 may be a flash memory type, a hard disk type, a media card micro type, a card type memory (for example, SD or XD memory), a RAM, an SRAM, a ROM, an EEPROM, And an optical disc.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 어레이를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a schematic view for explaining the operation of the thermal imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining a pixel array according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 열화상 장치(100)는 실효 화소 어레이(11), 기준 화소 어레이(13), 전류/전압 변환기(I/V converter)(21), 아날로그/디지털 변환기(A/D converter)(23), 디지털/아날로그 변환기(D/A converter)(25) 및 프레임 메모리(45)를 포함한다. 여기서, 실효 화소 어레이(11), 기준 화소 어레이(13)는 센서부(10)에 포함되고, 전류/전압 변환기(21), 아날로그/디지털 변환기(23), 디지털/아날로그 변환기(25)는 제어부(20)에 포함되며, 프레임 메모리(45)는 저장부(40)에 포함된다.1 to 3, the thermal imaging apparatus 100 includes an effective pixel array 11, a reference pixel array 13, a current / voltage converter (I / V) converter 21, an analog-to-digital converter A A / D converter 23, a digital / analog converter (D / A) converter 25 and a frame memory 45. Here, the effective pixel array 11 and the reference pixel array 13 are included in the sensor unit 10, and the current / voltage converter 21, the analog / digital converter 23, and the digital / analog converter 25, (20), and the frame memory (45) is included in the storage unit (40).

실효 화소 어레이(11)는 N개의 실효 화소를 열 또는 행으로 형성하는 배열이다. 실효 화소는 실제 피사체의 열 정보를 감지하는 부분으로, 실효 볼로미터가 구비된다. 실효 화소는 실효 볼로미터를 이용하여 실효전류(IACT)를 출력한다. The effective pixel array 11 is an arrangement in which N effective pixels are formed in columns or rows. The effective pixel is a portion for sensing the information of the actual object, and an effective bolometer is provided. The effective pixel outputs the effective current (I ACT ) using the effective bolometer.

기준 화소 어레이(13)는 N개의 기준 화소를 열 또는 행으로 형성하는 배열로써, 실효 화소와 별도로 배치된다. 바람직하게는, 기준 화소 어레이(13)는 더미(dummy)로 배치될 수 있다. 기준 화소는 보정에 필요한 기준이 되는 부분으로, 기준 볼로미터가 구비된다. 기준 화소는 기준 볼로미터를 이용하여 기준전류(IREF)를 출력한다. 이 때, 출력되는 기준전류는 각 기준 화소에 따른 기준전류가 아닌 기준 화소 어레이(13)의 평균 기준전류일 수 있다. The reference pixel array 13 is an arrangement in which N reference pixels are formed in columns or rows, and is arranged separately from the effective pixels. Preferably, the reference pixel arrays 13 may be arranged in a dummy. The reference pixel is a portion that becomes a reference necessary for correction, and a reference bolometer is provided. The reference pixel outputs the reference current I REF using the reference bolometer. In this case, the output reference current may be the average reference current of the reference pixel array 13 rather than the reference current according to each reference pixel.

전류/전압 변환기(21)는 피사체의 열이 완전히 차단된 상태에서 실효 화소 어레이(11)로부터 출력된 실효전류와 기준 화소 어레이(13)로부터 출력된 기준전류의 차이에 대한 공정편차(IACT-IREF)를 전압으로 변환시킨다. 즉, 전류/전압 변환기(21)는 전류보정이 완료된 경우, 피사체의 열 정보에 대한 실효전류 변화량을 전압으로 변환시킨다.The current / voltage converter 21 compares the process variation I ACT - I C for the difference between the effective current output from the effective pixel array 11 and the reference current output from the reference pixel array 13, I REF ) into a voltage. That is, when the current correction is completed, the current / voltage converter 21 converts the amount of change in the effective current to the thermal information of the subject into a voltage.

아날로그/디지털 변환기(23)는 전류/전압 변환기(21)의 출력전압을 디지털 신호로 변환시킨다. The analog-to-digital converter 23 converts the output voltage of the current / voltage converter 21 into a digital signal.

프레임 메모리(45)는 아날로그/디지털 변환기(23)에서 디지털 신호로 변환된 출력전압을 저장한다. 즉, 프레임 메모리(45)는 피사체의 열이 완전히 차단된 상태에서 실효전류와 기준전류의 공정편차를 디지털 값으로 저장한다.The frame memory 45 stores an output voltage converted into a digital signal by the analog-to-digital converter 23. That is, the frame memory 45 stores the process deviation of the effective current and the reference current as a digital value in a state in which the column of the subject is completely shut off.

디지털/아날로그 변환기(25)는 프레임 메모리(45)에 저장된 공정편차를 이용하여 보정전류(ICAL)를 생성하기 위한 아날로그 신호를 발생시킨다. The digital-to-analog converter 25 generates an analog signal for generating the correction current I CAL using the process deviation stored in the frame memory 45.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 회로를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a current source circuit according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 제어부(20)는 일정한 전류의 값을 출력하는 전류원 회로(50)을 포함한다. 전류원 회로(50)는 실효 화소 또는 기준 화소에 각각 구비된 실효 볼로미터(RACT i ) 또는 기준 볼로미터(RREF i )를 이용하여 설계가 된다. 여기서, i는 각 화소들의 순번을 의미한다. 예를 들면, 제1 실효 화소의 실효 볼로미터는 RACT 1 이고, 제2 실효 화소의 실효 볼로미터는 RACT 2 이며, 제N 실효 화소의 실효 볼로미터는 RACT N 이고, 제1 기준 화소의 기준 볼로미터는 RREF 1 이며, 제2 기준 화소의 기준 볼로미터는 RREF 2 이며, 제N 기준 화소의 기준 볼로미터는 RREF N 이다.Referring to FIG. 4, the control unit 20 includes a current source circuit 50 that outputs a constant current value. The current source circuit 50 is designed by using the effective voltmeter R ACT i or the reference voltammeter R REF i provided in the effective pixel or the reference pixel, respectively. Here, i denotes the order of each pixel. For example, the effective bolometer of the first effective pixel is R ACT 1 , the effective bolometer of the second effective pixel is R ACT 2 , the effective bolometer of the N th effective pixel is R ACT N , and the reference bolometer of the first reference pixel R REF 1 , the reference boresight of the second reference pixel is R REF 2 , and the reference boresight of the N th reference pixel is R REF N.

전류원 회로(50)는 전류미러(current mirror) 회로의 바이어스 저항으로 볼로미터를 사용하고, 전류미러 회로의 출력인 실효전류 및 기준전류를 볼로미터의 저항에 반비례하도록 한다. 전류원 회로(50)는 전류미러를 구현하기 위해 제1 P-MOS(51)와 제2 P-MOS(53)를 구비하며, 제1 P-MOS(51)와 제2 P-MOS(53)가 서로 마주보도록 형성된다. The current source circuit 50 uses a bolometer as a bias resistor of a current mirror circuit, and makes the effective current and the reference current, which are outputs of the current mirror circuit, inversely proportional to the resistance of the bolometer. The current source circuit 50 includes a first P-MOS 51 and a second P-MOS 53 to implement a current mirror and a first P-MOS 51 and a second P-MOS 53, Are formed to face each other.

상세하게는, 전류원 회로(50)의 제1 P-MOS(51)와 제2 P-MOS(53)는 각 소스단이 공급전압(VDD)에 연결되고, 각 게이트단이 서로 간에 연결이 된다. 제1 P-MOS(51)의 드레인단은 실효 볼로미터 또는 기준 볼로미터의 일단과 연결될 뿐만 아니라 전술된 각 게이트단과 연결이 된다. 여기서, 실효 볼로미터 또는 기준 볼로미터의 타단은 그라운드(GND)와 연결이 된다. 제2 P-MOS(53)의 드레인단은 실효전류(IACT i ) 또는 기준전류(IREF i )가 외부의 단자로 출력된다. 여기서, 실효전류는 IACTi=(VDD-VSD)/RACT i 로 나타낼 수 있고, 기준전류는 IREFi=(VDD-VSD)/RREF i 로 나타낼 수 있다.Specifically, the source terminals of the first P-MOS 51 and the second P-MOS 53 of the current source circuit 50 are connected to the supply voltage VDD, and the respective gate terminals are connected to each other . The drain terminal of the first P-MOS 51 is connected not only to one end of the effective bolometer or the reference bolometer but also to each of the above-mentioned gate ends. Here, the other end of the effective bolometer or reference bolometer is connected to the ground (GND). The drain terminal of the second P-MOS 53 outputs the effective current I ACT i or the reference current I REF i to the external terminal. Here, the effective current can be expressed as I ACTi = (V DD -V SD ) / R ACT i , and the reference current can be expressed as I REF i = (V DD -V SD ) / R REF i .

도 4에서는 전류원 회로(50)의 스위치 역할을 P-MOS로 한정하였으나, 이에 한정하지 않고, N-MOS, P-BJT, N-BJT 등 설치되는 환경에 따라 다양하게 적용할 수 있다. 4, the switch of the current source circuit 50 is limited to the P-MOS. However, the present invention is not limited to this, and can be applied variously according to the environment in which the N-MOS, P-BJT, N-BJT,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전류 생성회로를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a reference current generating circuit according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 기준전류는 기준 볼로미터의 공정편차가 반영되지 않는 형태일 때, 실효화소를 정확히 보정할 수 있다. 즉, 기준전류는 단순히 개별 기준 화소의 볼로미터를 이용하여 얻는 것보다 여러 기준 화소의 볼로미터를 이용하여 그 평균값으로 설정하는 것이 공정편차에 의한 기준전류의 오차를 줄일 수 있다. 따라서, 제어부(20)는 기준전류의 오차를 줄여주는 기준전류 생성회로(60)를 포함한다. 기준전류 생성회로(60)는 기준 화소 어레이(13)를 이용하여 설계가 된다.Referring to FIG. 5, when the reference current is a form in which the process deviation of the reference bolometer is not reflected, the effective pixel can be accurately corrected. That is, it is possible to reduce the error of the reference current due to the process variation by setting the reference current to the average value by using the bolometers of the reference pixels rather than simply using the bolometer of the individual reference pixels. Therefore, the control unit 20 includes a reference current generation circuit 60 for reducing the error of the reference current. The reference current generation circuit 60 is designed using the reference pixel array 13. [

기준전류 생성회로(60)는 각 기준 화소에 구비된 RREF i 의 저항값을 갖는 기준볼로미터들을 포함한다. 이 때, 각 기준 화소의 출력전류는 IREF i 와 같다.The reference current generation circuit 60 includes reference voltammers having a resistance value of R REF i provided in each reference pixel. At this time, the output current of each reference pixel is equal to I REF i .

기준전류 생성회로(60)는 각 기준 화소의 출력전류를 하나의 노드(node)(65)에 연결하여 합하고(ΣIREF i ), 다시 각 기준 화소의 개수만큼 나누어 평균값을 가지는 기준전류를 출력한다. 기준전류 생성회로(60)는 전류미러 회로를 이용하여 합해진 출력전류를 각 기준 화소의 개수(N)만큼으로 나눌 수 있다. 이 때, 출력되는 기준전류는 IREF=ΣIREF i /N로 나타낼 수 있다.The reference current generation circuit 60 adds the output currents of the respective reference pixels to one node (65) (ΣI REF i ), divides the output currents by the number of reference pixels, and outputs a reference current having an average value . The reference current generating circuit 60 can divide the sum of the output currents by the number N of reference pixels using the current mirror circuit. At this time, the output reference current can be represented by I REF = I REF i / N.

따라서, 제어부(20)는 기준 볼로미터의 공정편차에 의해 발생되는 기준전류의 오차를 최대한으로 줄이고, 각 실효 화소별로 동일한 기준전류를 적용하여 보정을 할 수 있다.Therefore, the control unit 20 can reduce the error of the reference current generated by the process deviation of the reference boreshermme to the maximum, and apply the same reference current for each effective pixel.

도 6은 도 2의 A부분을 제1 실시예로 구체화한 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating the portion A of FIG. 2 as a first embodiment.

도 1 및 도 6을 참조하면, A부분은 단위화소에서 출력되는 실효전류와 기준전류의 공정편차만큼에 대한 보정전류를 생성하는 부분이다. 여기서, 기준전류가 출력되는 부분은 편의상 하나의 기준화소(73)만을 이용한 기준전류 생성회로로 도시되었지만 실질적으로는 도 5에 도시된 기준 화소 어레이(30)를 이용한 기준전류 생성회로(69)로 도시될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 6, a portion A is a portion for generating a correction current corresponding to a process deviation of an effective current outputted from a unit pixel and a reference current. Here, the reference current output circuit is shown as a reference current generating circuit using only one reference pixel 73 for convenience, but is substantially equivalent to the reference current generating circuit 69 using the reference pixel array 30 shown in FIG. 5 Can be shown.

실효화소(71)는 실효 볼로미터를 이용한 전류원, 하나의 기준 보정 전류원(ICAL) 및 기준 보정 전류원으로부터 2의 지수배(2N 또는 1/2N)의 전류 이득을 갖는 복수의 세부 보정 전류원(ICAL 0 , ICAL 1 , …)이 구비된다. 여기서, 기준 보정 전류원은 제어부(20) 전체에 하나만 배치될 수 있고, 세부 보정 전류원은 각 화소별 또는 행/열별로 배치된다. 또한 복수의 세부 보정 전류원에 대한 조합은 디지털/아날로그 변환기의 역할을 수행할 수 있다.The effective pixel 71 has a current source using the rms bolometer, one reference compensation current source (I CAL) and the reference correction plurality of detail correction current source having a current gain of the index times (or N 2 1/2 N) of 2 from the current source ( I CAL 0 , I CAL 1 , ... are provided. Here, only one reference correction current source may be disposed in the entire controller 20, and the detailed correction current sources are arranged for each pixel or row / column. Also, the combination of a plurality of detailed correction current sources can serve as a digital-to-analog converter.

제어부(20)는 하나의 기준 보정 전류원과 복수의 세부 보정 전류원을 구비하는 제1 보정회로(81)를 포함한다. 제1 보정회로(81)는 전원전압과 연결되고, 복수의 P-MOS를 구비하는 P-MOS 전류미러 회로로 구성된 제2 보정회로(83)와 그라운드와 연결되고, 복수의 N-MOS를 구비하는 N-MOS 전류미러 회로로 구성된 제3 보정회로(85)를 포함한다. 여기서, 제1 보정회로(81)는 실효전류가 기준전류보다 작은 경우, P-MOS 미러 회로를 동작시켜 동일한 값의 전류를 더하고, 실효전류가 기준전류보다 큰 경우, N-MOS 미러 회로를 동작시켜 동일한 값의 전류를 뺀다.The control unit 20 includes a first correction circuit 81 including one reference correction current source and a plurality of detailed correction current sources. The first correction circuit 81 is connected to a power supply voltage and is connected to a second correction circuit 83 composed of a P-MOS current mirror circuit having a plurality of P-MOSs, and has a plurality of N-MOSs And a third correction circuit 85 composed of an N-MOS current mirror circuit. Here, when the effective current is smaller than the reference current, the first correction circuit 81 adds the current of the same value by operating the P-MOS mirror circuit. When the effective current is larger than the reference current, the first correction circuit 81 operates the N-MOS mirror circuit And the current of the same value is subtracted.

즉, 제1 보정회로(81)는 실효전류가 기준전류에 비해 큰 경우와, 작은 경우를 모두 제어할 수 있다. That is, the first correction circuit 81 can control both the case where the effective current is larger than the reference current and the case where the effective current is small.

제1 보정회로(81)는 선택신호(P0, P1, …, PM, N0, N1, …, NM)에 의해 세부 보정 전류원의 조합으로 실효전류와 기준전류의 공정편차에 해당하는 보정전류(±ΣICAL j )를 생성한다. 여기서, 선택신호는 저장부(30)에 저장된 공정편차에 대한 신호이다.The first correction circuit 81 corrects the correction current (±) corresponding to the process deviation of the effective current and the reference current by the combination of the detailed correction current sources by the selection signals P0, P1, ..., PM, N0, N1, Gt; CAL j ) < / RTI > Here, the selection signal is a signal for the process deviation stored in the storage unit 30. [

예를 들면, 실효전류가 기준전류보다 작아 저장부(30)에 저장된 공정편차가 음수인 경우, 제어부(20)는 제2 보정회로로 송신되는 선택신호인 P0, P1, …, PM를 생성하여 동일한 값의 전류를 합한다. 또한 실효전류가 기준전류보다 커 저장부(30)에 저장된 공정편차가 양수인 경우, 제어부(20)는 제3 보정회로로 송신되는 선택신호인 N0, N1, …, NM를 생성하여 동일 값의 전류를 뺀다.For example, when the process variation stored in the storage section 30 is negative because the effective current is smaller than the reference current, the control section 20 outputs the selection signals P0, P1, ..., , PM are generated and currents of the same value are summed. If the process deviation stored in the storage unit 30 is positive and the effective current is larger than the reference current, the control unit 20 outputs the selection signals N0, N1, ... , NM are generated and the current of the same value is subtracted.

도 7은 도 2의 A부분을 제2 실시예로 구체화한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a portion A of FIG. 2 as a second embodiment.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 보정회로(83)는 도 6에 도시 및 설명된 제1 보정회로(81)를 보완한 보정회로이다. 제2 보정회로(83)는 제1 보정회로(81)의 제3 보정회로(85)를 제외한 회로로써, 회로의 복잡도와 회로면적을 낮췄다. Referring to Figs. 6 and 7, the second correction circuit 83 is a correction circuit that complements the first correction circuit 81 shown and described in Fig. The second correction circuit 83 is a circuit excluding the third correction circuit 85 of the first correction circuit 81, which reduces the circuit complexity and circuit area.

이를 위해, 제2 보정회로(83)는 기준전류를 실효전류보다 최대 공정편차에 해당되는 만큼을 크게 함으로써, 두 전류의 공정편차(IACT-IREF)가 항상 음수가 되도록 한다. 즉, 제2 보정회로(83)는 기준 화소의 기준 볼로미터에 대한 저항을 최대 공정편차만큼 미리 낮춰 설계하여 실효전류가 기준전류보다 항상 작은 값을 가지게 한다.To this end, the second correction circuit 83 increases the reference current by the amount corresponding to the maximum process deviation from the effective current so that the process deviation (I ACT- I REF ) of the two currents is always negative. That is, the second correction circuit 83 is designed so that the resistance of the reference pixel of the reference pixel is lowered in advance by the maximum process deviation, so that the effective current has a value always smaller than the reference current.

예를 들면, 실효 화소의 실효 볼로미터에 대한 저항값이 100㏀이고, 공정편차가 ±10%라고 가정하면, 제2 보정회로(83)는 기준 화소의 기준 볼로미터에 대한 저항값을 90㏀으로 설계한다.For example, assuming that the resistance value of the effective pixel with respect to the effective bolometer is 100 k OMEGA and the process deviation is +/- 10%, the second correction circuit 83 designates the resistance value of the reference pixel to be 90 K? do.

도 8은 도 2의 A부분을 제3 실시예로 구체화한 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a portion A of FIG. 2 as a third embodiment.

도 6 및 도 8을 참조하면, 제3 보정회로(85)는 도 6에 도시 및 설명된 제1 보정회로(81)를 보완한 보정회로이다. 제3 보정회로(85)는 제1 보정회로(81)의 제2 보정회로(83)를 제외한 회로로써, 회로의 복잡도와 회로면적을 낮췄다. Referring to Figs. 6 and 8, the third correction circuit 85 is a correction circuit that complements the first correction circuit 81 shown and described in Fig. The third correcting circuit 85 is a circuit excluding the second correcting circuit 83 of the first correcting circuit 81, which reduces the circuit complexity and the circuit area.

이를 위해, 제3 보정회로(85)는 기준전류를 실효전류보다 최대 공정편차에 해당되는 만큼을 작게 함으로써, 두 전류의 공정편차가 항상 양수가 되도록 한다. 즉, 제3 보정회로(85)는 기준 화소의 기준 볼로미터에 대한 저항을 최대 공정편차만큼 미리 높게 설계하여 실효전류가 기준전류보다 항상 큰 값을 가지게 한다.To this end, the third correction circuit 85 makes the reference current smaller by the amount corresponding to the maximum process deviation than the effective current so that the process deviation of the two currents is always positive. That is, the third correction circuit 85 is designed so that the resistance of the reference pixel to the reference bolometer is higher than the maximum process deviation so that the effective current always has a larger value than the reference current.

예를 들면, 실효 화소의 실효 볼로미터에 대한 저항값이 100㏀이고, 공정편차가 ±10%라고 가정하면, 제3 보정회로(83)는 기준 화소의 기준 볼로미터에 대한 저항값을 110㏀으로 설계하거나, 기준 화소의 기준 볼로미터를 실효 화소의 볼로미터와 동일한 저항값을 설계를 하고 회로 상으로 직렬 저항 10㏀을 연결한다.For example, assuming that the resistance value of the effective pixel with respect to the effective bolometer is 100 k OMEGA and the process deviation is +/- 10%, the third correction circuit 83 designates the resistance value of the reference pixel to be 110 K Alternatively, the reference bolometer of the reference pixel is designed to have the same resistance value as the bolometer of the effective pixel, and a series resistance of 10 k? Is connected to the circuit.

도 9는 도 2의 A부분을 제4 실시예로 구체화한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a part A of FIG. 2 as a fourth embodiment.

도 6 및 도 9를 참조하면, 제4 보정회로(87)는 도 6에 도시 및 설명된 제1 보정회로(81)를 보완한 보정회로이다. 제4 보정회로(87)는 제1 보정회로(81)와 같이 복수의 보정 전류원을 이용함으로써, 전류이득을 연속적으로 구현하기 어려운 점에 보완하여 보정전류의 해상도를 높이고, 회로의 복잡도와 회로면적을 낮췄다. Referring to Figs. 6 and 9, the fourth correction circuit 87 is a correction circuit that complements the first correction circuit 81 shown and described in Fig. The fourth correction circuit 87 uses a plurality of correction current sources like the first correction circuit 81 to compensate for the difficulty in continuously realizing the current gain, thereby increasing the resolution of the correction current and improving the circuit complexity and circuit area .

제4 보정회로(87)는 각 화소별 또는 행/열별로 보정 전류원이 배치한다. 제4 보정회로(87)는 보정 전류원의 바이어스 전압을 도 3에 도시된 디지털/아날로그 변환기(25)의 출력(VDAC)으로 연결하여 보정전류(ICAL)를 생성하는 동시에 보정전류의 해상도를 높일 수 있다. 여기서, 보정전류는 ICAL=(VDAC-VDS)/RCAL로 나타낼 수 있다. 또한 디지털/아날로그 변환기(25)는 각 실효 화소별로 배치되는 것이 아니라 실효 화소 어레이의 각 열 또는 행에 대해 하나씩 배치될 수 있다. 이를 통해, 제4 보정회로(87)는 회로면적을 낮출 수 있다.The fourth correction circuit 87 arranges a correction current source for each pixel or row / column. The fourth correction circuit 87 generates the correction current I CAL by connecting the bias voltage of the correction current source to the output V DAC of the digital-to-analog converter 25 shown in FIG. 3, . Here, the correction current can be expressed by I CAL = (V DAC - V DS ) / R CAL . Also, the digital-to-analog converter 25 may not be arranged for each effective pixel, but may be arranged for each column or row of the effective pixel array. Thereby, the fourth correction circuit 87 can reduce the circuit area.

또한 제4 보정회로(87)는 기준전류를 실효전류보다 최대 공정편차에 해당되는 만큼을 작게 함으로써, 두 전류의 공정편차가 항상 양수가 되도록 한다. 즉, 제4 보정회로(87)는 기준 화소의 기준 볼로미터에 대한 저항을 최대 공정편차만큼 미리 높게 설계하여 실효전류가 기준전류보다 항상 큰 값을 가지게 한다. In addition, the fourth correction circuit 87 makes the reference current always smaller than the rms current corresponding to the maximum process deviation so that the process deviation of the two currents is always positive. That is, the fourth correction circuit 87 is designed so that the resistance of the reference pixel with respect to the reference bolometer is higher than the maximum process deviation, so that the effective current always has a value larger than the reference current.

하지만 설계환경에 따라 제4 보정회로(87)는 기준전류를 실효전류보다 최대 공정편차에 해당되는 만큼을 크게 함으로써, 두 전류의 공정편차가 항상 음수가 되도록 할 수 있다.However, according to the design environment, the fourth correction circuit 87 can make the process current of the two currents always be negative, by making the reference current larger by the maximum process deviation than the effective current.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소별 공정편차를 보정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of correcting a process deviation of each pixel according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 10을 참조하면, 화소별 공정편차를 보정하는 방법은 각 화소들의 볼로미터를 바이어스 저항으로 이용하여 전류원을 동작시켜 각 화소들의 전류가 기준전류에서 벗어나는 차이를 산출한다. 화소별 공정편차를 보정하는 방법은 산출된 차이를 기초로 보정 전류원을 제어하여 각 화소들의 공정편차를 보정한다. 화소별 공정편차를 보정하는 방법은 기준 화소 어레이의 출력전류에 대한 평균치를 기준전류로 설정하여 각 실효 화소별 공정편차를 보정하여 효과적인 보정 및 열화상의 품질을 높일 수 있다. 또한 화소별 공정편차를 보정하는 방법은 기존의 반도체 결함검사, 화물검사 등의 분야에서 사용되는 X선 촬영을 대체하여 사용자의 방사선 노출을 미연에 차단할 수 있다.Referring to FIG. 10, in a method of correcting a process deviation of each pixel, a current source is operated by using a bolometer of each pixel as a bias resistance to calculate a difference of a current of each pixel from a reference current. The method for correcting the process deviation of each pixel controls the correction current source based on the calculated difference to correct the process deviation of each pixel. In the method of correcting the process deviation of each pixel, the average value of the output current of the reference pixel array is set as the reference current, and the process deviation of each effective pixel is corrected to improve the quality of the effective correction and degradation image. In addition, the method of correcting the process variation of each pixel can replace the X-ray used in the conventional semiconductor defect inspection and cargo inspection, thereby preventing the user from exposing the radiation to radiation.

S91단계에서, 센서부(10)의 실효 볼로미터는 피사체의 열이 차단된 상태에서 열 정보를 감지한다. 여기서, 실효 볼로미터는 각 실효 화소마다 배치되고, 복수개가 모여서 실효 화소 어레이를 이룬다. In step S91, the effective bolometer of the sensor unit 10 senses thermal information in a state in which the heat of the subject is blocked. Here, the effective bolometers are arranged for each effective pixel, and a plurality of them are gathered to form an effective pixel array.

S93단계에서, 제어부(20)는 S91단계에서 감지된 열 정보에 대한 실효전류 및 기준전류의 공정편차를 산출한다. 여기서, 제어부(20)는 기준 화소 어레이 전체에 대한 기준 볼로미터에서 출력되는 출력전류의 평균값을 기준전류로 출력한다. 이를 통해, 제어부(20)는 기준전류의 오차를 줄일 수 있다.In step S93, the controller 20 calculates a process deviation of the effective current and the reference current for the column information sensed in step S91. Here, the controller 20 outputs the average value of the output currents output from the reference bolometer to the reference pixel array as a reference current. Accordingly, the control unit 20 can reduce the error of the reference current.

S95단계에서, 제어부(20)는 S93단계에서 산출된 공정편차가 0인지 아닌지 판단한다. 제어부(20)는 공정편차가 0인 경우, 화소별 공정편차를 보정하는 방법을 종료한다. 제어부(20)는 공정편차가 0이 아닌 경우, S97단계를 수행한다.In step S95, the control unit 20 determines whether the process deviation calculated in step S93 is 0 or not. When the process deviation is zero, the control unit 20 ends the method of correcting the process deviation of each pixel. If the process deviation is not 0, the control unit 20 performs step S97.

S97단계에서, 제어부(20)는 보정전류를 생성하여 공정편차를 0으로 보정한다. 이를 위해, 제어부(20)는 공정편차만큼의 보정전류를 생성하는 보정회로를 포함한다.In step S97, the control unit 20 generates a correction current to correct the process deviation to zero. To this end, the control unit 20 includes a correction circuit that generates a correction current corresponding to the process deviation.

여기서, S91단계 내지 S97단계는 화소별 공정편차를 보정하는 방법이므로, 열화상 장치(100)는 S91단계 내지 S97단계를 수행한 후, 실제 피사체의 열 정보에 대한 열화상을 출력할 수 있다.Here, since steps S91 through S97 are methods for correcting process deviations for respective pixels, the thermal imaging apparatus 100 may output a thermal image for the actual thermal information of the subject after performing steps S91 through S97.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

10: 센서부 11: 실효 화소 어레이
13: 기준 화소 어레이 20: 제어부
21: 전류/전압 변환기 23: 아날로그/디지털 변환기
25: 디지털/아날로그 변환기 30: 출력부
40: 저장부 45: 프레임 메모리
50: 전류원 51: 제1 P-MOS
53: 제2 P-MOS 60: 기준전류 생성회로
65: 노드 71: 실효화소
73: 기준화소 81: 제1 보정회로
83: 제2 보정회로 85: 제3 보정회로
87: 제4 보정회로 100: 열화상 장치10: sensor part 11: effective pixel array
13: reference pixel array 20:
21: current / voltage converter 23: analog / digital converter
25: digital / analog converter 30: output section
40: storage unit 45: frame memory
50: current source 51: first P-MOS
53: second P-MOS 60: reference current generation circuit
65: node 71: effective pixel
73: reference pixel 81: first correction circuit
83: second correction circuit 85: third correction circuit
87: fourth correction circuit 100: thermal imaging device

Claims (8)

피사체의 열 정보를 감지하는 실효 볼로미터(bolometer)로 이루어진 실효 화소 어레이(array)와 보정의 기준이 되는 기준 볼로미터로 이루어진 기준 화소 어레이로 형성되는 센서부; 및
상기 피사체의 열이 차단된 상태에서 상기 실효 화소 어레이에서 출력되는 실효전류와 상기 기준 화소 어레이에서 출력되는 기준전류의 차이를 전류모드 아날로그 회로를 통해 비교하여 화소별 공정편차를 산출하고, 상기 산출된 공정편차가 0이 아닌 경우, 전류모드 아날로그 회로를 통해 보정전류를 생성하여 상기 공정편차를 0으로 보정하는 제어부;
를 포함하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치.A sensor unit formed of an effective pixel array including an effective bolometer for sensing thermal information of a subject and a reference pixel array including a reference bolometer as a reference of correction; And
A difference between an effective current output from the effective pixel array and a reference current output from the reference pixel array in a state where the heat of the subject is blocked is compared through a current mode analog circuit to calculate a process deviation for each pixel, A control unit for generating a correction current through the current mode analog circuit and correcting the process deviation to 0 when the process deviation is not 0;
And corrects a process deviation of each pixel, including the pixel. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 실효 볼로미터와 상기 기준 볼로미터를 전류미러(current mirror) 회로의 바이어스 저항으로 적용하여 실효 화소와 기준 화소에 대한 전류원 회로로 형성하는 것을 특징으로 하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치. The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the effective bolometer and the reference bolometer are used as a bias resistor of a current mirror circuit to form a current source circuit for an effective pixel and a reference pixel. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기준전류를 상기 기준 화소 어레이의 전체에 대한 출력전류의 평균값으로 출력시키는 기준전류 생성회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치. The method according to claim 1,
Wherein,
And a reference current generation circuit for outputting the reference current as an average value of output currents for all the reference pixel arrays. 제 3항에 있어서,
상기 기준전류 생성회로는,
상기 기준 화소 어레이의 각 기준 화소에서 출력되는 출력전류를 하나의 노드(node)로 연결하여 합하고, 상기 합해진 출력전류를 상기 기준 화소의 개수만큼 나누어 평균값을 가지는 상기 기준전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치. The method of claim 3,
Wherein the reference current generation circuit comprises:
And outputting the reference current having an average value by dividing the sum of the sum of the output currents by the number of the reference pixels and summing the sum of the output currents of the plurality of reference pixels, And correcting the process deviation of each pixel. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
하나의 기준 보정 전류원과, 각 화소별 또는 행/열별로 배치되고, 상기 기준 보정 전류원으로부터 2의 지수배의 전류 이득을 갖는 복수의 세부 보정 전류원을 구비하는 제1 보정회로를 포함하되,
상기 세부 보정 전류원은,
상기 공정편차에 따라 동작하는 복수의 P-MOS를 구비하는 P-MOS 전류미러 회로 및 복수의 N-MOS를 구비하는 N-MOS 전류미러 회로 중 적어도 하나를 포함하여 상기 보정전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치. The method according to claim 1,
Wherein,
A first correction circuit including a reference correction current source and a plurality of detailed correction current sources arranged for each pixel or row / column and having a current gain of 2 times exponential from the reference correction current source,
The detailed correction current source includes:
Wherein the correction current is generated by including at least one of a P-MOS current mirror circuit including a plurality of P-MOSs operating according to the process variation and an N-MOS current mirror circuit including a plurality of N-MOSs And corrects the process deviation of each pixel. 제 5항에 있어서,
상기 세부 보정 전류원은,
상기 실효전류가 상기 기준전류보다 작은 경우, 상기 P-MOS 전류미러 회로를 동작시켜 동일한 값의 전류를 더하고, 상기 실효전류가 상기 기준전류보다 큰 경우, 상기 N-MOS 전류미러 회로를 동작시켜 동일한 값의 전류를 빼는 것을 특징으로 하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치. 6. The method of claim 5,
The detailed correction current source includes:
And when the effective current is smaller than the reference current, the P-MOS current mirror circuit is operated to add a current of the same value. When the effective current is larger than the reference current, the N-MOS current mirror circuit is operated And the current of the value is subtracted. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
각 화소별 또는 행/열별로 보정 전류원을 배치하고, 상기 배치된 보정 전류원의 바이어스 전압을 디지털-아날로그 변환기의 출력(VDAC)으로 연결하여 상기 보정전류를 생성하는 제2 보정회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화소별 공정편차를 보정하는 열화상 장치. The method according to claim 1,
Wherein,
And a second correction circuit for arranging a correction current source for each pixel or row / column and connecting the bias voltage of the arranged correction current source to the output (V DAC ) of the digital-analog converter to generate the correction current And correcting the characteristic deviation of each pixel. 피사체의 열이 차단된 상태에서, 피사체의 열 정보를 감지하는 실효 볼로미터로 이루어진 실효 화소 어레이와 보정의 기준이 되는 기준 볼로미터로 이루어진 기준 화소 어레이를 이용하여 열 감지를 하는 단계;
상기 감지된 열에 대한 실효전류와 기준전류의 차이를 전류모드 아날로그 회로를 통해 비교하여 화소별 공정편차를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 공정편차가 0이 아닌 경우, 전류모드 아날로그 회로를 통해 보정전류를 생성하여 상기 공정편차를 0으로 보정하는 단계;
를 포함하는 화소별 공정편차를 보정하는 방법.
Performing a thermal sensation using a reference pixel array including an effective pixel array including an effective bolometer for sensing thermal information of a subject and a reference bolometer as a reference for correction in a state where the heat of the subject is blocked;
Comparing a difference between an effective current and a reference current for the sensed heat through a current mode analog circuit to calculate a process deviation for each pixel; And
Generating a correction current through a current mode analog circuit to correct the process variation to zero if the calculated process deviation is not zero;
And correcting the deviation of the pixel by pixel.
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