KR101928682B1 - 이미지 센서에서 평균화를 이용한 디지털 출력 노이즈 저감 유닛 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

센서 어레이(sensor arrary)에 포함되는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter); 및 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈 저감을 위하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징(averaging)을 수행하는 적어도 하나의 에버리징 유닛을 포함한다.

Description

이미지 센서에서 평균화를 이용한 디지털 출력 노이즈 저감 유닛 및 그 동작 방법
본 발명은 이미지 센서에서 평균화를 이용하여 노이즈를 감소시키는 기술에 관한 것으로서, 특히 멀티 애퍼처 카메라(multi aperture camera)의 센서 어레이(sensor array)에 포함되는 출력 노이즈 저감 유닛에 관한 기술이다.
멀티 애퍼처 카메라의 센서 어레이는 RGB(Red-Green-Blue) 픽셀들 및 IR 픽셀을 포함함으로써, RGB 픽셀들에서 RGB 신호들을 처리하고, IR 픽셀에서 IR 신호를 처리한다.
여기서, IR 픽셀은 멀티 애퍼처 카메라에 포함되는 컷 오프 필터의 작은 조리개(aperture)를 통하여 유입되는 IR 신호를 처리하기 때문에, 처리된 IR 신호가 변환된 디지털 신호에서의 신호대잡음비가 작은 단점이 있다.
또한, RGB 픽셀들만을 포함하는 이미지 센서를 이용한 멀티 애퍼처 카메라에서, R 픽셀은 컷 오프 필터의 작은 조리개를 통하여 유입되는 R 신호를 처리하기 때문에, 처리된 R 신호가 변환된 디지털 신호에서의 신호대잡음비가 작은 단점이 있다.
이에, 본 명세서에서는 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에서의 신호대잡음비를 개선하기 위하여, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감하는 기술을 제안한다.
본 발명의 실시예들은 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 신호대잡음비를 개선하는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛 및 그 동작 방법을 제공한다.
특히, 본 발명의 실시예들은 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력 또는 디지털 출력의 평균값을 계산하는 에버리징(averaging)을 수행함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감하는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛 및 그 동작 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 에버리징을 수행하는 적어도 하나의 에버리징 유닛 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 센서 어레이(sensor arrary)에 포함되는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter); 및 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈 저감을 위하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징(averaging)을 수행하는 적어도 하나의 에버리징 유닛을 포함한다.
상기 적어도 하나의 에버리징 유닛은 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 적어도 하나의 가산기(adder); 및 상기 적어도 하나의 가산기에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산하는 적어도 하나의 레지스터를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 AD 컨버터는 상기 적어도 하나의 가산기에서 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수에 비례하는 미리 설정된 동작 속도에 따라, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환할 수 있다.
상기 적어도 하나의 가산기는 상기 적어도 하나의 AD 컨버터의 상기 미리 설정된 동작 속도 및 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 가산기 또는 상기 적어도 하나의 레지스터는 상기 센서 어레이에 포함되는 라인 메모리로 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 AD 컨버터 및 상기 적어도 하나의 에버리징 유닛은 상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀의 칼럼(column) 별로 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 센서 어레이(sensor arrary)에 포함되는 에버리징 유닛(averaging unit)은 상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter)에서의 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 적어도 하나의 가산기; 및 상기 적어도 하나의 가산기에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산하는 적어도 하나의 레지스터를 포함한다.
상기 적어도 하나의 가산기는 상기 적어도 하나의 AD 컨버터의 미리 설정된 동작 속도 및 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 센서 어레이(sensor arrary)에 포함되는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 출력의 노이즈 저감을 위하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력에 대해 에버리징을 수행하고, 상기 에버리징이 수행된 아날로그 출력을 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 아날로그 델타 시그마를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 센서 어레이(sensor arrary)에 포함되는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛의 동작 방법은 적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter)에서 상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 단계; 및 적어도 하나의 에버리징 유닛에서 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈 저감을 위하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징(averaging)을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 에버리징을 수행하는 단계는 상기 적어도 하나의 에버리징 유닛에 포함되는 적어도 하나의 가산기(adder)에서 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 단계; 및 상기 적어도 하나의 에버리징 유닛에 포함되는 적어도 하나의 레지스터에서 상기 적어도 하나의 가산기에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 단계는 상기 적어도 하나의 가산기에서 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수에 비례하는 미리 설정된 동작 속도에 따라, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 단계일 수 있다.
상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 단계는 상기 적어도 하나의 AD 컨버터의 상기 미리 설정된 동작 속도 및 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 신호대잡음비를 개선하는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들은 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력 또는 디지털 출력의 평균값을 계산하는 에버리징을 수행함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감하는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 에버리징을 수행하는 적어도 하나의 에버리징 유닛 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 어레이를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛의 동작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 도 4에 도시된 에버리징을 수행하는 단계를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 어레이를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 어레이는 유입되는 광 신호를 처리하는 적어도 하나의 픽셀(110) 및 적어도 하나의 픽셀(110)의 칼럼(column) 별로 배치되는 적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter)(120) 및 적어도 하나의 에버리징 유닛(130)을 포함한다. 여기서, 적어도 하나의 AD 컨버터(120) 및 적어도 하나의 에버리징 유닛(130)은 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(140)을 형성한다.
적어도 하나의 픽셀(110)은 복수 개가 세트를 이루어 픽셀 어레이(150)를 형성한다. 이 때, 픽셀 어레이(150)는 포함되는 복수 개의 픽셀들을 로(row) 기준으로 작동시킨다. 예를 들어, 픽셀 어레이(150)에 포함되는 복수 개의 픽셀들 중 동일한 로에 위치하는 픽셀은 동시에 작동될 수 있다. 더 구체적인 예를 들면, 제1 로(151)가 작동되는 경우, 적어도 하나의 픽셀(110) 및 적어도 하나의 픽셀(110)과 동일한 제1 로(151)에 배치되는 픽셀(111)이 작동되어, 유입되는 광 신호를 처리하여 전기 신호를 출력할 수 있다.
적어도 하나의 AD 컨버터(120)는 적어도 하나의 픽셀(110)과 연결되어, 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 디지털 출력으로 변환한다.
여기서, 적어도 하나의 AD 컨버터(120)는 적어도 하나의 에버리징 유닛(130)에 포함되는 적어도 하나의 가산기(도면에는 도시되지 않음)에서 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수에 비례하는 미리 설정된 동작 속도에 따라, 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 디지털 출력으로 변환한다. 이에 대한 상세한 설명은 아래에서 기재하기로 한다.
적어도 하나의 에버리징 유닛(130)은 적어도 하나의 AD 컨버터(120)로부터 출력되는 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감하기 위하여, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징을 수행한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2을 참조하여 기재하기로 한다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 어레이는 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 디지털 출력의 신호대잡음비를 개선하기 위하여, 적어도 하나의 에버리징 유닛(130)을 이용하여 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감할 수 있다.
이 때, 도면에는 도시하지 않았지만, 센서 어레이는 적어도 하나의 픽셀(110)에 대한 아날로그 출력을 증폭하는 적어도 하나의 PGA(Programmable Gain Amplifier)를 더 포함할 수 있다(예컨대, 적어도 하나의 PGA는 적어도 하나의 픽셀(110) 및 적어도 하나의 AD 컨버터(120) 사이에 배치될 수 있음).
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 AD 컨버터(120) 및 적어도 하나의 에버리징 유닛(130)으로 구성되는 대신에, 아날로그 델타 시그마로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징을 수행하는 대신에, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력에 대해 에버리징을 수행한 후, 에버리징이 수행된 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 기재하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(200)은 적어도 하나의 AD 컨버터(210) 및 적어도 하나의 에버리징 유닛(220)을 포함한다.
적어도 하나의 AD 컨버터(210)는 적어도 하나의 에버리징 유닛(220)에 포함되는 적어도 하나의 가산기(221)에서 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수에 비례하는 미리 설정된 동작 속도에 따라, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 가산기(221)가 100회에 걸쳐 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 경우, 적어도 하나의 AD 컨버터(210)는 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력이 1회 누적되는 경우보다 100배 빠른 고속의 미리 설정된 동작 속도에 따라, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 가산기(221)가 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시킴에 따른, 프레임 레이트 저하가 방지될 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 AD 컨버터(210)로는 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 미리 설정된 동작 속도로 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 고속 AD 컨버터가 이용될 수 있다.
적어도 하나의 에버리징 유닛(220)은 에버리징 동작을 수행하는 적어도 하나의 가산기(221) 및 적어도 하나의 레지스터(222)를 포함할 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 가산기(221) 또는 적어도 하나의 레지스터(222)는 센서 어레이에 포함되는 라인 메모리로 형성될 수 있고, 적어도 하나의 가산기(221)는 위에서 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 AD 컨버터(210)로부터 출력되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시킬 수 있다.
적어도 하나의 레지스터(222)는 적어도 하나의 가산기(221)에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(200)은 라인 메모리만을 이용하기 때문에, 별도의 추가적인 프레임 메모리를 이용하지 않을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(200)은 적어도 하나의 가산기(221)에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 센서 어레이의 최종 신호로 출력하기 때문에(누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산하는 과정에서, 노이즈는 서로 상쇄됨), 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에서의 신호대잡음비를 개선할 수 있다.
이 때, 적어도 하나의 가산기(221) 및 적어도 하나의 레지스터(222)를 포함하는 적어도 하나의 에버리징 유닛(220)의 에버리징 동작은 적어도 하나의 가산기(221)가 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수(적어도 하나의 AD 컨버터(210)에서의 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력이 샘플링되는 횟수)의 루트값에 비례하도록 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈를 감소시킬 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 가산기(221)는 적어도 하나의 AD 컨버터(210)의 미리 설정된 동작 속도 및 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정함으로써, 결정된 횟수에 따라 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시킬 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 가산기(221)는 적어도 하나의 AD 컨버터(210)의 미리 설정된 동작 속도가 제한적인지 여부 및 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율이 목표로 하는 노이즈 저감율 이상인지 또는 미만인지 여부에 따라, 적응적으로 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 AD 컨버터(210) 및 적어도 하나의 에버리징 유닛(220)으로 구성되는 대신에, 아날로그 델타 시그마로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징을 수행하는 대신에, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력에 대해 에버리징을 수행한 후, 에버리징이 수행된 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 기재하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(300)은 아날로그 델타 시그마(310)를 포함한다.
여기서, 아날로그 델타 시그마(310)는 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징을 수행하는 대신에, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력에 대해 에버리징을 수행한 후, 에버리징이 수행된 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환할 수 있다.
이 때, 적어도 하나의 픽셀에 대해 출력되는 최종 신호 측면에서 고려해보면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(300)은 도 2를 참조하여 설명된 디지털 출력 노이즈 저감 유닛과 동일한 노이즈 저감 효과를 가져올 수 있다.
구체적으로, 도 2를 참조하여 설명된 디지털 출력 노이즈 저감 유닛이 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력이 변환된 디지털 출력을 누적시켜 평균값을 계산하는 과정에서 노이즈를 상쇄시킴으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대해 출력되는 최종 신호에서 신호대잡음비를 개선하는 반면, 아날로그 델타 시그마(310)를 포함하는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(300)은 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 누적시켜 평균값을 계산하는 과정에서 노이즈를 상쇄시킨 후, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대해 출력되는 최종 신호에서 신호대잡음비를 개선할 수 있다,
즉, 도 2를 참조하여 설명된 디지털 출력 노이즈 저감 유닛 및 아날로그 델타 시그마(310)를 포함하는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(300) 모두 적어도 하나의 픽셀에 대해 출력되는 최종 신호에서 신호대잡음비를 개선한다는 점에서 동일한 효과를 갖는다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛(300)은 아날로그 델타 시그마(310)를 포함하는 대신에, Switched Cap amp를 포함함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력에 대해 에버리징을 수행한 후, 디지털 신호로 변환할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛의 동작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter)에서 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환한다(410).
이 때, 적어도 하나의 AD 컨버터는 적어도 하나의 에버리징 유닛에 포함되는 적어도 하나의 가산기에서 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수에 비례하는 미리 설정된 동작 속도에 따라, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환할 수 있다.
그 후, 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 에버리징 유닛에서 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈 저감을 위하여, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징(averaging)을 수행한다(420). 이에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 기재하기로 한다.
도 5는 도 4에 도시된 에버리징을 수행하는 단계를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 에버리징 유닛에 포함되는 적어도 하나의 가산기(adder)에서 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시킨다(510).
이 때, 적어도 하나의 가산기는 적어도 하나의 AD 컨버터의 미리 설정된 동작 속도 및 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정함으로써, 결정된 횟수에 따라 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시킬 수 있다.
그 후, 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 에버리징 유닛에 포함되는 적어도 하나의 레지스터에서 적어도 하나의 가산기에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산한다(520).
이와 같이, 디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수에 비례하는 미리 설정된 동작 속도에 따라, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하고, 적어도 하나의 AD 컨버터의 미리 설정된 동작 속도 및 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키며, 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산하여 적어도 하나의 픽셀에 대한 최종 신호로 출력함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈를 저감할 수 있다.
별도의 도면으로 도시하지는 않았지만, 아날로그 델타 시그마를 포함하도록 구성되는, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 디지털 출력 노이즈 저감 유닛의 동작 방법은 다음과 같다.
디지털 출력 노이즈 저감 유닛은 아날로그 델타 시그마를 포함함으로써, 위에서 상술된 디지털 출력 노이즈 저감 유닛과 달리, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력에 대해 에버리징을 수행한 후, 에버리징이 수행된 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하여 적어도 하나의 픽셀에 대한 최종 신호로 출력할 수 있다.
구체적으로, 아날로그 델타 시그마는 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 출력의 노이즈 저감을 위하여, 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 누적시킨 후, 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력의 평균값을 계산한 후, 계산된 평균값을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환함으로써, 적어도 하나의 픽셀에 대한 최종 신호로 출력할 수 있다.
발명의 실시를 위한 형태
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 센서 어레이(sensor arrary)에 포함되는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛에 있어서,
    상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter); 및
    상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈 저감을 위하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징(averaging)을 수행하는 적어도 하나의 에버리징 유닛
    을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 에버리징 유닛은
    상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 적어도 하나의 가산기(adder); 및
    상기 적어도 하나의 가산기에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산하는 적어도 하나의 레지스터
    를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 AD 컨버터는
    상기 적어도 하나의 가산기에서 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수에 비례하는 미리 설정된 동작 속도에 따라, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하고,
    상기 적어도 하나의 가산기는
    상기 적어도 하나의 AD 컨버터의 상기 미리 설정된 동작 속도 및 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정하는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가산기 또는 상기 적어도 하나의 레지스터는
    상기 센서 어레이에 포함되는 라인 메모리로 형성되는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 AD 컨버터 및 상기 적어도 하나의 에버리징 유닛은
    상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀의 칼럼(column) 별로 배치되는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛.
  7. 센서 어레이(sensor arrary)에 포함되는 에버리징 유닛(averaging unit)에 있어서,
    상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter)에서의 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 적어도 하나의 가산기; 및
    상기 적어도 하나의 가산기에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산하는 적어도 하나의 레지스터
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 가산기는
    상기 적어도 하나의 AD 컨버터의 미리 설정된 동작 속도 및 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정하는 에버리징 유닛.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 센서 어레이(sensor arrary)에 포함되는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛의 동작 방법에 있어서,
    적어도 하나의 AD 컨버터(AD converter)에서 상기 센서 어레이에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 단계; 및
    적어도 하나의 에버리징 유닛에서 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 노이즈 저감을 위하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력에 대해 에버리징(averaging)을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 에버리징을 수행하는 단계는
    상기 적어도 하나의 에버리징 유닛에 포함되는 적어도 하나의 가산기(adder)에서 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 에버리징 유닛에 포함되는 적어도 하나의 레지스터에서 상기 적어도 하나의 가산기에 누적된 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 평균값을 계산하여 출력하는 단계
    를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 단계는
    상기 적어도 하나의 가산기에서 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수에 비례하는 미리 설정된 동작 속도에 따라, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 아날로그 출력을 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력으로 변환하는 단계이고,
    상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 단계는
    상기 적어도 하나의 AD 컨버터의 상기 미리 설정된 동작 속도 및 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력의 미리 설정된 노이즈 저감율에 기초하여, 상기 적어도 하나의 픽셀에 대한 디지털 출력을 누적시키는 횟수를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 디지털 출력 노이즈 저감 유닛의 동작 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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