KR102352116B1 - The method of calibration of lens-free photon sensor pixel array by evaluating its characteristic - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광센서 어레이의 특성평가 및 보정방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 광센서 어레이의 특성 평가를 통한 보정방법은 일정 특성 값을 가지는 표준 광원에 대한 광센서 어레이의 수집 특성 값을 입력 받아 상기 수집 특성 값의 제1 보정값을 추출하는 단계; 적용 환경의 광원에 대한 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 입력 받아 상기 적용 환경의 광원의 특성 값의 제2 보정값을 추출하는 단계; 및 상기 제1 보정값 및 상기 제2 보정값을 이용하여 상기 광센서 어레이의 적용 환경에 대한 보정값을 산출하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 다양한 환경에 적용되는 광 센서 어레이의 측정 신뢰성 확보를 위한 테스트 및 보정 기준을 마련할 수 있으며, 측정값의 신뢰범위를 파악할 수 있기 때문에 실제 바이오/의료 등의 응용 사용자가 최종 판정함에 있어 잠재적 판단 오류를 줄일 수 있게 된다. The present invention relates to a characteristic evaluation and correction method of an optical sensor array, and the correction method through characteristic evaluation of the optical sensor array according to the present invention receives a collection characteristic value of the optical sensor array for a standard light source having a certain characteristic value as input extracting a first correction value of the collection characteristic value; receiving a collection characteristic value of the photosensor array with respect to the light source in the application environment and extracting a second correction value of the characteristic value of the light source in the application environment; and calculating a correction value for an application environment of the photosensor array by using the first correction value and the second correction value. According to the present invention, it is possible to prepare a test and calibration standard for securing the measurement reliability of the optical sensor array applied to various environments, and since the reliability range of the measured value can be grasped, the actual bio/medical application user makes the final decision In doing so, potential judgment errors can be reduced.

Description

렌즈-프리 광센서 어레이의 특성평가를 통한 보정방법 {The method of calibration of lens-free photon sensor pixel array by evaluating its characteristic}{The method of calibration of lens-free photon sensor pixel array by evaluating its characteristic}

본 발명은 광센서 어레이의 특성평가 및 보정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광센서 어레이의 측정 값의 보정을 통하여 신뢰성을 높이기 위한 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for evaluating and correcting characteristics of an optical sensor array, and more particularly, to a method for improving reliability through correction of measurement values of an optical sensor array.

그 동안 이미지 센서(CCD, CMOS Image sensor)의 가장 큰 활용분야는 스마트폰과 디지털 카메라 시장이었다. 이들 카메라 모듈의 구조는 외부 광학렌즈부, IR필터부, 이미지 센서로 구성되어 있다. 전통적인 CMOS, CCD 이미지 센서 내부의 컬러필터층은 각 픽셀마다 R, G, B 필터들이 일정한 패턴을 가지고 배치되고, 인간의 시각 특성을 따라서 G가 50%, R과 B가 각각 25%가 되도록 교차 배치되며 이를 베이어 패턴(Bayer pattern)이라 부른다. 이와 같이 실제 이미지 센서의 각 픽셀은 R, G, B 중 어느 한 색만을 감지할 수 있지만, 우리가 보는 카메라 영상에서는 각 픽셀마다 R,G,B 전체 색상을 보여준다. 이것이 가능한 이유는 소프트웨어적으로 각 픽셀마다 주변 셀들의 색상값을 보간(interpolation)하여 색을 구성하기 때문이다. 이러한 이미지의 특성평가 및 보정방법은 ISO 평가방법 표준 및 이미지 시그널 프로세싱 등의 다양한 알고리즘들이 개발되어 있다.Until now, the largest application fields of image sensors (CCD, CMOS image sensor) have been in the smartphone and digital camera markets. The structure of these camera modules is composed of an external optical lens unit, an IR filter unit, and an image sensor. In the color filter layer inside the conventional CMOS and CCD image sensors, the R, G, and B filters are arranged in a uniform pattern for each pixel, and according to human visual characteristics, G is 50% and R and B are 25% each. This is called the Bayer pattern. As such, each pixel of the actual image sensor can detect only one color among R, G, and B, but in the camera image we see, the entire color of R, G, and B is displayed for each pixel. This is possible because the color is configured by interpolating the color values of neighboring cells for each pixel in software. Various algorithms, such as ISO evaluation method standards and image signal processing, have been developed for these image characteristics evaluation and correction methods.

그런데, 최근에는 센서 기술이 발전함에 따라, 외부 광학렌즈부가 없는 광센서 어레이 각각 그 자체를 측정기기로 응용하는 사례들이 늘어나고 있다. 특히 바이오 광반응 측정기기, 렌즈프리 현미경, 면역크로마토그래피의 광반응 측정을 이용한 체외진단기기, DNA 분석용 멀티플랙싱 기기, 헬스케어용 생체신호 측정기, 이식형 또는 패치형 의료측정기기 등에 사용된다. 그러나, 일반적으로 반도체 팹에서 생산된 이미지 센서의 특성은 웨이퍼의 센서 위치마다 다르고, 같은 센서 내에서도 각 픽셀마다 특성이 다르다. 따라서, 이러한 진단기기에서는 광센서 어레이의 각 픽셀에 대한 측정정확도에 대한 신뢰성이 중요한 이슈가 되고 있으며, 이에 적합한 측정장치 셋업 및 어레이 특성 테스트 방법과 보정을 통한 정확도 향상이 필요하다.However, in recent years, as sensor technology develops, cases of applying each of the optical sensor arrays without an external optical lens unit as a measuring device are increasing. In particular, it is used in bio photoreaction measuring devices, lens-free microscopes, in vitro diagnostic devices using photoreaction measurement of immunochromatography, multiplexing devices for DNA analysis, biosignal measuring devices for healthcare, implanted or patch type medical measuring devices, etc. However, in general, the characteristics of an image sensor produced in a semiconductor fab are different for each sensor position on the wafer, and even within the same sensor, each pixel has different characteristics. Accordingly, reliability of the measurement accuracy for each pixel of the optical sensor array becomes an important issue in such a diagnostic device, and it is necessary to set up a measurement device suitable for this, and to improve the accuracy through an array characteristic test method and correction.

본 발명은 측정정확도에 대한 신뢰도가 중요한 분야에 적용되는 광센서 어레이의 모든 픽셀들의 특성을 표준광원환경 하에서 다양한 조건에 따라 미리 추출하여 1차 보정하고, 실제 측정 환경조건에서 한번 더 샘플링 추출한 다음 이에 따른 측정 및 보정 기준을 제안하여 신뢰성 있는 측정 값을 산출하는 방법을 제안하고, 측정값과 보정계수 그리고 주요 특성 값 등을 데이터 목록화 하여 이 센서를 활용하고자 하는 사용자가 측정 결과값의 오차범위를 인지하여 중요한 판단의 오류를 줄이고 신뢰도를 높이는 것을 목적으로 한다.In the present invention, the characteristics of all pixels of an optical sensor array applied to a field where the reliability of measurement accuracy is important is extracted in advance according to various conditions under a standard light source environment, and the first correction is performed. We propose a method of calculating reliable measurement values by proposing measurement and calibration standards according to It aims to reduce important judgment errors and increase reliability by recognizing them.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 광센서 어레이의 특성 평가를 통한 보정방법은 일정 특성 값을 가지는 표준 광원에 대한 광센서 어레이의 수집 특성 값을 입력 받아 상기 수집 특성 값의 제1 보정값을 추출하는 단계; 적용 환경의 광원에 대한 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 입력 받아 상기 적용 환경의 광원의 특성 값의 제2 보정값을 추출하는 단계; 및 상기 제1 보정값 및 상기 제2 보정값을 이용하여 상기 광센서 어레이의 적용 환경에 대한 보정값을 산출하는 단계를 포함한다.In a method for correction through characteristic evaluation of an optical sensor array according to the present invention for solving the above technical problem, a first correction value of the collection characteristic value by receiving a collection characteristic value of the optical sensor array with respect to a standard light source having a predetermined characteristic value extracting; receiving a collection characteristic value of the photosensor array with respect to the light source in the application environment and extracting a second correction value of the characteristic value of the light source in the application environment; and calculating a correction value for an application environment of the photosensor array by using the first correction value and the second correction value.

상기 제1 보정값을 추출하는 단계는, 상기 표준 광원의 파장 변경에 따른 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 평탄화하는 평탄화 보정값을 추출하는 단계; 및 상기 표준 광원의 세기 변경에 따른 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 선형화하는 선형화 보정값을 추출하는 단계를 포함한다.The extracting of the first correction value may include extracting a flattening correction value for flattening a collection characteristic value of the photosensor array according to a change in wavelength of the standard light source; and extracting a linearization correction value for linearizing a collection characteristic value of the photosensor array according to a change in the intensity of the standard light source.

상기 제2 보정값을 추출하는 단계는, 상기 적용 환경의 광원의 적용 파장의 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 평탄화하는 평탄화 보정값을 추출하는 단계; 및 상기 적용 환경의 광원의 적용 세기대의 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 선형화하는 선형화 보정값을 추출하는 단계를 포함한다.The extracting of the second correction value may include: extracting a flattening correction value for flattening the collection characteristic value of the photosensor array of the applied wavelength of the light source of the application environment; and extracting a linearization correction value for linearizing the collection characteristic value of the photosensor array in the applied intensity band of the light source in the application environment.

상기 제2 보정값을 추출 하는 단계는 상기 표준 광원의 광량을 목표광량으로, 상기 목표광량에 따라 결정된 상기 적용 환경의 광센서 어레이의 노출시간 또는 이득에 따른 수집 특성 값을 입력 받는 것이 바람직하다.In the step of extracting the second correction value, it is preferable that the light amount of the standard light source is the target light amount, and the collection characteristic value according to the exposure time or gain of the photosensor array of the application environment determined according to the target light amount is input.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 광센서 어레이를 통한 진단 방법은 적용 환경의 광원에 대하여 광센서 어레이에 수집되는 수집 특성 값을 입력 받는 단계; 및 상기 적용 환경의 광원에 대하여 피반응체에 의해 반응되어 상기 광센서 어레이에 수집되는 반응 특성 값을 입력 받는 단계를 포함하고, 상기 광센서 어레이는 일정 특성 값을 가지는 표준 광원에 대한 광센서 어레이의 수집 특성 값을 입력 받아 상기 수집 특성 값의 제1 보정값, 및 적용 환경의 광원에 대한 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 입력 받아 상기 적용 환경의 광원의 특성 값의 제2 보정값을 이용하여 보정된 특성 값을 수집하는 것이 바람직하다.A diagnostic method through an optical sensor array for solving the above technical problem includes the steps of: receiving a collection characteristic value collected in the optical sensor array with respect to a light source of an applied environment; and receiving a response characteristic value that is reacted by a reactant to the light source of the application environment and collected in the optical sensor array, wherein the optical sensor array is an optical sensor array for a standard light source having a predetermined characteristic value A first correction value of the collection characteristic value and a collection characteristic value of the photosensor array with respect to the light source in the application environment are received and the second correction value of the characteristic value of the light source in the application environment is used Therefore, it is desirable to collect the corrected characteristic values.

본 발명에 따르면, 다양한 환경에 적용되는 광 센서 어레이의 측정 신뢰성 확보를 위한 테스트 및 보정 기준을 마련할 수 있으며, 측정값의 신뢰범위를 파악할 수 있기 때문에 실제 바이오/의료분야 등에 종사하는 사용자가 측정 결과값의 오차범위를 인지하여 판단의 오류를 줄이고 신뢰도를 높일 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to prepare a test and calibration standard for securing the measurement reliability of the optical sensor array applied to various environments, and since the reliability range of the measured value can be grasped, a user engaged in the actual bio/medical field can measure the measurement. By recognizing the error range of the result, it is possible to reduce the error of judgment and increase the reliability.

또한, 추가적인 외부 렌즈모듈 구성없이 광센서를 구현할 수 있어서 구성을 보다 간소화 시킬 수 있으며, 초소형 고성능의 랩온어칩 또는 이식형 패치 형태의 진단기기 등의 산업분야 활성화에 기여하게 된다.In addition, since the optical sensor can be implemented without an additional external lens module configuration, the configuration can be simplified, and it contributes to the activation of industrial fields such as ultra-small, high-performance lab-on-a-chip or implantable patch-type diagnostic devices.

도 1은 일반적인 광원에 대한 디지털 카메라의 구조를 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 어레이의 구조를 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 렌즈 프리 광센서 어레이의 특성평가를 통한 보정방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 따른 테스트 단계를 보다 상세히 나타내는 세부 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보정된 외부 렌즈 프리 광센서 픽셀 어레이의 특성평가를 통한 진단방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 테스트 단계의 환경을 예시하는 도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 테스트 환경을 예시하는 도이다.
1 is an exemplary diagram showing the structure of a digital camera with respect to a general light source.
2 is an exemplary view showing the structure of a photosensor array according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a correction method through characteristic evaluation of an external lens-free optical sensor array according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed flowchart showing the test step according to FIG. 3 in more detail;
5 is a flowchart illustrating a diagnosis method through characteristic evaluation of a corrected external lens-free photosensor pixel array according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams illustrating an environment of a first test step according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are diagrams illustrating a second test environment according to an embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. The following is merely illustrative of the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art can devise various devices that, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the invention and are included in the spirit and scope of the invention. Moreover, it should be understood that all conditional terms and examples listed herein are, in principle, expressly intended only for the purpose of understanding the inventive concept, and not limited to the specifically enumerated embodiments and states as such. do.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The above-described objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the invention pertains will be able to easily practice the technical idea of the invention. .

또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.In addition, in the description of the invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the invention may unnecessarily obscure the gist of the invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1은 종래에 이용되는 일반적인 광센서의 응용 예를 나타내는 도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 이용되는 광센서를 나타내는 도이다.1 is a diagram illustrating an application example of a conventional optical sensor, and FIG. 2 is a diagram illustrating an optical sensor used according to an embodiment of the present invention.

도 1과 도 2를 비교하면, 본 실시예에 따른 광센서는 별도의 외부 렌즈를 포함하고 있지 않다.1 and 2, the optical sensor according to the present embodiment does not include a separate external lens.

구체적으로 도 1은 이미징 렌즈를 추가로 포함하고 있으므로, 렌즈를 실장하기 위한 마운트 구조와 배럴 구성을 포함하고 있으며 이에 따라 전체적인 센서의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.Specifically, since FIG. 1 additionally includes an imaging lens, it includes a mount structure and a barrel configuration for mounting the lens, and thus there is a problem in that the overall sensor thickness is increased.

이에 반해 본 실시예에 따른 광센서는 도 2에 도시된 바와 같이 광을 조사하는 광원과 테스트 시료로부터 오는 광을 측정하기 위한 광센서로만 구성되므로 상대적으로 구성이 간소화 될 수 있다.In contrast, as shown in FIG. 2 , the photosensor according to the present embodiment consists only of a light source for irradiating light and a photosensor for measuring light coming from a test sample, so that the configuration can be relatively simplified.

다만, 본 실시예에 따른 광센서는 외부 렌즈가 있는 일반 카메라 센서와는 특성 값의 측정 조건이 달라져야 한다. 또한 일반 카메라에서의 이미지는 각 픽셀에 할당되는 Red필터, green필터, blue필터를 통과한 주변 픽셀값을 interpolation하여 결정하지만, 본 실시예에서는 각 픽셀 값 자체가 해당 픽셀에서 반응한 측정값을 의미한다. 또한 각 픽셀의 용도가 계측기이기 때문에 정확도에 대한 신뢰성이 더욱 중요하다.However, the optical sensor according to the present embodiment should have different measurement conditions for characteristic values from a general camera sensor having an external lens. In addition, an image in a normal camera is determined by interpolating the values of surrounding pixels that have passed through the red filter, green filter, and blue filter assigned to each pixel. do. Also, reliability of accuracy is even more important because the purpose of each pixel is to be an instrument.

또한, 최종 신호값은 광원과 센서뿐만아니라 센서에서 신호값을 읽어내는 PCB보드 등에도 따라 영향을 받기때문에, 기존의 웨이퍼 테스트와 별도로 본 실시예에서 처럼 실제 적용 PCB에 실장된 플립칩 센서 상태에서 전체 어레이를 여러 조건에 따라 전수 테스트하고 보정하는 것이 바람직하다.In addition, since the final signal value is affected not only by the light source and the sensor, but also by the PCB board that reads the signal value from the sensor, in the state of the flip-chip sensor mounted on the actual application PCB as in this embodiment separately from the existing wafer test It is desirable to thoroughly test and calibrate the entire array under various conditions.

구체적으로, 기존 반도체센서 위에 카메라 렌즈가 마운트되는 시스템의 경우 렌즈에 의한 초점 조절이 가능하나, 본 실시예에 따른 광센서는 렌즈가 없이 거의 테스트 시료와 접촉하는 수준에서 측정되기 때문에 이에 대한 테스트 환경의 설정방법 및 보정방법이 필요하다. Specifically, in the case of a system in which a camera lens is mounted on an existing semiconductor sensor, focus adjustment is possible by the lens, but the optical sensor according to this embodiment is measured at a level that almost comes into contact with the test sample without a lens, so the test environment for this setting method and correction method are required.

즉, 도 2의 평준화된 응답 결과를 얻기 위하여광 센서 어레이의 표면구조나 내부 마이크로 렌즈 및 컬러필터 등의 구조물에 의한 광경로 차이 등의 보정 파라미터의 설정이 필요하다.That is, in order to obtain the standardized response result of FIG. 2 , it is necessary to set correction parameters such as the optical path difference due to the surface structure of the optical sensor array or the structure such as the internal microlens and color filter.

이하, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 렌즈-프리 광센서를 통해 시료에서 방사되는 광특성의 신뢰성을 확보하기 위한 보정 방법, 구체적으로 이용되는 빛의 세기, 파장, 광축을 포함하는 측정 파라미터의 설정 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, with reference to FIG. 3 , a correction method for securing reliability of optical characteristics emitted from a sample through a lens-free optical sensor according to the present embodiment, specifically used light intensity, wavelength, and measurement parameters including optical axis A setting method of .

본 실시예에 따른 광센서 어레이의 특성평가를 통한 보정방법(이하, 보정 방법)은 제1 테스트 단계(S100), 제2 테스트 단계(S200), 보정 단계(S300)를 포함한다.The correction method (hereinafter, the correction method) through the characteristic evaluation of the optical sensor array according to the present embodiment includes a first test step S100 , a second test step S200 , and a correction step S300 .

본 실시예에서 제1 테스트 단계(S100)는 일정 특성 값을 가지는 표준 광원에 대한 광센서 어레이의 수집 특성 값을 입력 받아 상기 수집 특성 값의 제1 보정값을 추출한다.In the present embodiment, the first test step S100 receives a collection characteristic value of the optical sensor array for a standard light source having a predetermined characteristic value, and extracts a first correction value of the collection characteristic value.

즉, 표준 광원을 통한 광센서 어레이의 절대평가를 위한 것으로 평탄도, 선형성(linearity), 센서의 감도(sensitivity), SNR(Signal to Noise Ratio)를 포함하는 특성 값을 측정할 수 있다.That is, for absolute evaluation of the optical sensor array through the standard light source, characteristic values including flatness, linearity, sensor sensitivity, and signal to noise ratio (SNR) can be measured.

제1 테스트를 위해서는 암실의 구성과 광원의 균일성이 요구될 수 있다.For the first test, the configuration of the darkroom and the uniformity of the light source may be required.

제1 테스트의 환경은 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.The environment of the first test will be described with reference to FIGS. 6 and 7 .

도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 테스트의 환경을 나타내는 예시도이다.6 and 7 are exemplary views illustrating an environment of a first test according to an embodiment of the present invention.

즉, 도 6은 제1 테스트의 암실 구성(10)을 통해 외부 잡광의 진입을 막는다. 따라서, 테스트 하기 위한 장치는 하우징으로 밀폐될 수 있다. That is, in FIG. 6 , the entry of external clutter is prevented through the darkroom configuration 10 of the first test. Thus, the device to be tested can be sealed with a housing.

구체적인 테스트 장치는 도 7을 참조하여 설명한다.A specific test device will be described with reference to FIG. 7 .

도 7은 도 6의 A 영역을 확대한 것이다.FIG. 7 is an enlarged view of area A of FIG. 6 .

도 7을 참조하면 본 실시예에서는 광원(20)으로 텅스텐 램프 광원에 모노크로메터를 통과하여 원하는 파장의 빛을 얻은 후 적분구에 연결한다. 적분구의 출력포트에 수직하게 광센서 어레이(30)를 배치한다. 적분구 출력포트 광원의 공간적 균일도는 광센서 어레이 전체 면적에 대하여 0.1%이내, 시간에 따른 균일도 0.5% 이내가 되도록 한다. 픽셀출력 값의 1코드에 해당하는 광량의 1%이내 균질도를 유지하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 공인인증기관에서 검증된 성능을 만족하는 광원환경을 표준광원(20)이라 부른다.Referring to FIG. 7 , in this embodiment, light of a desired wavelength is obtained by passing a monochromator through a tungsten lamp light source as a light source 20 and then connected to an integrating sphere. The photosensor array 30 is disposed perpendicular to the output port of the integrating sphere. The spatial uniformity of the integrating sphere output port light source should be within 0.1% of the total area of the optical sensor array and within 0.5% of the time uniformity. It is desirable to maintain the homogeneity within 1% of the amount of light corresponding to one code of the pixel output value. In this embodiment, a light source environment that satisfies the performance verified by an accredited certification authority is referred to as a standard light source 20 .

본 실시예에 따른 센서는 외부 렌즈를 포함하고 있지 않으므로 광원과 센서 사이의 거리가 특성 평가에 영향을 미치는 파라미터로 작용할 수 있으며, 이때는 센서 자체의 마이크로 렌즈의 기하학적 특성을 고려하여 거리를 산출하는 것도 가능하다. 추가적으로 광축 또는 거리를 정렬하기 위한 지그 구성(40)이 포함될 수 있다. Since the sensor according to the present embodiment does not include an external lens, the distance between the light source and the sensor may act as a parameter affecting the characteristic evaluation. It is possible. Additionally, a jig configuration 40 for aligning the optical axis or distance may be included.

이상의 설명에 따른 제1 테스트를 위한 초기 설정이 완료되면, 광원의 파장을 설정하고 광원의 세기를 균일한 간격으로 증가시키면서, 모든 픽셀의 출력 코드 값을 읽어 들인다.When the initial setting for the first test according to the above description is completed, the output code values of all pixels are read while setting the wavelength of the light source and increasing the intensity of the light source at uniform intervals.

이에 대해서는 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명한다.This will be described in more detail with reference to FIG. 5 .

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 테스트 단계(S100)는 표준 광원의 파장 변경에 따른 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 평탄화하는 평탄화 보정값을 추출하고(S110), 상기 표준 광원의 세기 변경에 따른 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 선형화하는 선형화 보정값을 추출한다(S120).Referring to FIG. 5 , in the first test step ( S100 ) according to the present embodiment, a flattening correction value for flattening the collection characteristic value of the optical sensor array according to the change in the wavelength of the standard light source is extracted ( S110 ), and the standard light source A linearization correction value for linearizing the collection characteristic value of the photosensor array according to the change in the intensity of is extracted (S120).

먼저 평탄화 보정값을 추출하기 위하여 광원의 파장을 변경하면서 광센서의 평탄화 보정용 행렬 값을 구하고 이를 데이터베이스에 저장하여 보정계수 룩업 테이블을 만드는 것이 바람직하다.First, in order to extract a flattening correction value, it is preferable to obtain a matrix value for flattening correction of the optical sensor while changing the wavelength of the light source, and store it in a database to create a correction coefficient lookup table.

본 실시예에 따른 평탄화에 대하여 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 광센서는 도 1과 같은 외부 렌즈가 없이 센서 어레이 각각의 픽셀에 대해 마이크로렌즈가 구성된다. Referring to FIG. 2 for planarization according to the present embodiment, the optical sensor according to the present embodiment includes a microlens for each pixel of the sensor array without an external lens as shown in FIG. 1 .

이때, 구성된 마이크로렌즈 각각의 기하학적 곡률이 조금씩 상이하여 광경로들의 차이가 발생하게 되며, 본 실시예에서는 각 픽셀 값 자체가 해당 픽셀에서 반응한 측정값을 의미하므로 마이크로렌즈의 곡률 또는 추가적인 필터 구성에 따라 달라지는 광경로로 인한 각 픽셀 값의 오차를 줄이기 위하여 기준이 되는 픽셀 값으로 평준화할 필요가 있다. At this time, the geometric curvature of each of the configured microlenses is slightly different, so that the difference in the optical paths occurs. In this embodiment, each pixel value itself means a measured value reacted by the corresponding pixel, so the curvature of the microlens or additional filter configuration In order to reduce an error of each pixel value due to a different optical path, it is necessary to normalize the pixel value to a reference pixel value.

따라서, 도 2와 같은 응답 결과를 얻기 위하여 본 실시예에서는 소프트웨어적으로 평탄화보정계수 연산을 통해 측정되는 픽셀 값을 평준화한다, Therefore, in order to obtain the response result as shown in Fig. 2, in this embodiment, the pixel values measured through the flattening correction coefficient calculation in software are normalized.

다음으로는 센서의 반도체 팹공정시 도핑농도 등의 주요 특성 파라메터의 균일도 제어 한계가 있고 포토다이오드를 구성하는 실리콘의 광흡수 물리적 특성이 있어, 각 픽셀간의 감도편차가 생기고 비선형성을 갖게 된다. 따라서, 선형화 보정값을 추출하기 위하여, 광원의 세기를 변경하면서 광센서의 선형성 보정용 행렬 값을 구하고 이를 데이터베이스에 저장하여 보정계수 룩업 테이블을 만드는 것이 바람직하다. Next, there is a limit to control the uniformity of key characteristic parameters such as doping concentration during the semiconductor fabrication process of the sensor, and there is a light absorption physical characteristic of silicon constituting the photodiode, which causes sensitivity deviation between pixels and has nonlinearity. Therefore, in order to extract the linearization correction value, it is preferable to obtain a matrix value for linearity correction of the optical sensor while changing the intensity of the light source and store it in a database to make a correction coefficient lookup table.

본 실시예에서 평탄화 보정용 행렬 값과 선형화 보정용 행렬 값은 수학식 1을 통해 추출될 수 있다.In the present embodiment, a matrix value for flattening correction and a matrix value for linearization correction may be extracted through Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015055368580-pat00001
Figure 112015055368580-pat00001

여기서,

Figure 112015055368580-pat00002
는 i번째 행과 j번째 열의 픽셀 이름이고, n은 출력코드값이다. 예를 들면, 8비트 ADC(아날로그 디지털 컨버터)인 경우, n은 0에서 255까지의 값이다.here,
Figure 112015055368580-pat00002
is the pixel name of the i-th row and j-th column, and n is the output code value. For example, in the case of an 8-bit ADC (analog-to-digital converter), n is a value from 0 to 255.

Figure 112015055368580-pat00003
는 i번째행과 j번째 열에 있는 픽셀의 보정된 출력코드값이다.
Figure 112015055368580-pat00003
is the corrected output code value of the pixel in the i-th row and j-th column.

Figure 112015055368580-pat00004
는 i번째행과 j번째 열에 있는 픽셀의 측정된 출력코드값이다.
Figure 112015055368580-pat00004
is the measured output code value of the pixel in the i-th row and j-th column.

Figure 112015055368580-pat00005
는 i번째행과 j번째 열에 있는 픽셀의 평탄화 보정값이다.
Figure 112015055368580-pat00005
is the flattening correction value of the pixel in the i-th row and the j-th column.

Figure 112015055368580-pat00006
는 i번째행과 j번째 열에 있는 픽셀의 선형성 보정값이다.
Figure 112015055368580-pat00006
is the linearity correction value of the pixel in the i-th row and j-th column.

또한, 특성 값으로 본 실시예에 따른 광센서 어레이의 다이내믹 레인지, SNR 값이 포함될 수 있다. In addition, the dynamic range and SNR value of the photosensor array according to the present embodiment may be included as characteristic values.

추가적으로 본 실시예에 따른 제1 테스트 단계(S100)는 표준 광원에 대하여 광센서 어레이의 노출시간 또는 이득을 기본값으로 설정하는 단계(S105)를 더 포함하고, 설정된 광량에 대하여 테스트가 수행될 수 있다. Additionally, the first test step (S100) according to the present embodiment further includes a step (S105) of setting the exposure time or gain of the photosensor array to a default value with respect to a standard light source, and the test may be performed on the set amount of light. .

이후, 본 실시예에 따른 제2 테스트 단계(S200)는 제1 테스트 단계(S100)에서 설정된 표준 광원의 광량을 목표 광량으로, 상기 목표 광량에 따라 결정된 보정 기준값을 갖는 광센서 어레이의 적용 환경의 광원에 대한 수집 특성 값을 입력 받는다.Thereafter, in the second test step (S200) according to this embodiment, the light amount of the standard light source set in the first test step (S100) is the target light amount, and the application environment of the photosensor array having a correction reference value determined according to the target light amount It receives the collection characteristic value for the light source.

즉, 적용 환경에 대한 특성 값과 표준 광원에 대한 특성 값을 통한 광센서 어레이에 대한 보정값의 산출을 위하여 각각의 테스트에 사용되는 광원의 광량이 서로 대응될 수 있게 하는 기준을 설정하는 것이 바람직하다.That is, it is desirable to set a standard that allows the light amount of the light source used in each test to correspond to each other in order to calculate the correction value for the photosensor array through the characteristic value for the application environment and the characteristic value for the standard light source. do.

이때, 광센서 어레이는 노출 시간과 이득을 그 설정 파라미터로 이용 가능하므로, 보정값 추출을 위한 기준으로 목표 광량과 현재 광센서 어레이가 적용된 환경에서의 광량이 같거나 또는 그 비율이 같게 하는 노출시간 또는 이득을 설정한다.In this case, since the exposure time and gain can be used as the setting parameters of the photosensor array, the exposure time at which the target light amount and the light amount in the environment to which the photosensor array is currently applied as a reference for extracting the correction value are the same or the ratio is the same Or set the gain.

본 실시예에서 노출시간 또는 이득은 수학식 2를 만족하는 값으로 설정될 수 있다.In this embodiment, the exposure time or gain may be set to a value satisfying Equation (2).

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112015055368580-pat00007
Figure 112015055368580-pat00007

이때, Luminence_Ratio는 목표광량(OCrefOC)과, 적용된 환경에서의 광량(MOC)의 비율을 나타내고 상기 적용환경 광원의 광량을 목표 광량에 맞추기 위한 노출시간 또는 이득 조정값 또는 이들의 조합에 따른 수집 특성 값을 선택할 수 있으며, 이를 보정 기준값(노출시간, 이득)으로 설정하여 적용한다(S205).In this case, Luminence_Ratio represents the ratio of the target light quantity (OC refOC ) and the light quantity (MOC) in the applied environment, and the exposure time or gain adjustment value to match the light quantity of the applied environment light source to the target light quantity, or a collection characteristic according to a combination thereof A value can be selected, and it is applied by setting it as a correction reference value (exposure time, gain) (S205).

다음, 본 실시예에서 제2 테스트 단계(S200)는 적용 환경의 광원에 있어서, 보정 기준값이 설정된 광센서 어레이의 수집 특성 값을 입력 받아 상기 적용 환경의 광원의 특성 값의 제2 보정값을 추출한다.Next, in the second test step (S200) in the present embodiment, in the light source of the application environment, the collection characteristic value of the photosensor array in which the correction reference value is set is received, and a second correction value of the characteristic value of the light source of the application environment is extracted. do.

즉, 제2 테스트 단계(S200)는 적용 환경에 대한 광센서 어레이의 특성값을 이용하는 것으로, 예를 들어 생체 센서와 같은 바이오 반응에 관계된 발광 또는 형광에 따른 센싱 특성 값을 추출한다.That is, the second test step ( S200 ) uses the characteristic value of the optical sensor array for the application environment, and for example, extracts a sensing characteristic value according to light emission or fluorescence related to a bio-response such as a biosensor.

본 실시예에 따른 제2 테스트 단계(S200)도 상술한 제1 테스트 단계(S100)와 마찬가지로 암실 구성을 통해 수행되는 것이 바람직하다. It is preferable that the second test step (S200) according to the present embodiment is also performed through a darkroom configuration, similarly to the above-described first test step (S100).

구체적으로 제2 테스트 단계(S200)는 제1 테스트 단계(S100)에 이용되는 센서의 구조를 실제 패키징되는 환경에 구현하고 이에 따른 특성 측정을 수행한다.Specifically, in the second test step ( S200 ), the structure of the sensor used in the first test step ( S100 ) is implemented in an actual packaging environment, and characteristics are measured accordingly.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 광센서 어레이는 체내에 삽입 가능한 캡슐형의 패키지로 구성될 수 있다. 구체적으로 도 9를 참조하면, 실제 패키징 되는 환경에서 광원 또는 광반응 영역(120) 및 광센서 어레이(130)를 구성하여 테스트를 수행한다.Referring to FIG. 8 , the photosensor array according to the present embodiment may be configured in a capsule-type package that can be inserted into the body. Specifically, referring to FIG. 9 , the test is performed by configuring the light source or the light reaction region 120 and the photosensor array 130 in an actual packaging environment.

본 발명의 실시예로서 발광반응이 광센서 표면에서 일어나는 경우에는 제1 테스트에서 보정된 값을 적용한 상태에서 각 픽셀의 반응전 누적평균값을 구하고, 반응시 각 픽셀의 누적평균값을 구한 다음, 두 차이값을 최종 결과값으로 출력할 수 있다.As an embodiment of the present invention, when the luminescence reaction occurs on the surface of the photosensor, the cumulative average value of each pixel before the reaction is obtained in a state where the corrected value in the first test is applied, and the cumulative average value of each pixel is obtained during the reaction, and then the difference between the two The value can be output as the final result value.

본 발명의 다른 실시예로서 형광반응 또는 투과반응인 경우에는 광원의 균일성을 위하여 광원의 파장 또는 세기를 제어한다.In another embodiment of the present invention, in the case of a fluorescence reaction or a transmission reaction, the wavelength or intensity of the light source is controlled for uniformity of the light source.

즉, 본 실시예에서는 광원(120)으로 LED(Light Emitting Diode) 를 예로 들어 설명하면, LED의 효율은 온도에 영향을 받으므로, 온도 균일성을 맞추기 위하여, TEC(Thermo Electric Cooler)를 LED가 실장되는 기판에 적용하여 일정한 온도가 유지되도록 할 수 있다. That is, in this embodiment, when an LED (Light Emitting Diode) is used as the light source 120 as an example, the efficiency of the LED is affected by temperature. It can be applied to a substrate to be mounted so that a constant temperature is maintained.

또한, LED의 밝기의 균일성을 구현하기 위하여 LED 회로에 피드백 회로로서, APC(Automatic Power control)를 구현하여 하여 일정한 밝기를 내도록 인입되는 전력을 제어하는 것도 가능하다. In addition, in order to implement the uniformity of the brightness of the LED, it is possible to control the incoming power to give a constant brightness by implementing APC (Automatic Power Control) as a feedback circuit in the LED circuit.

구체적으로 본 실시예에서 광원은 특정 파장의 단일 LED를 적용하거나 또는 3원색 LED(RED, BLUE, GREEN) 조합으로 구성될 수 있다. 나아가 물리적인 공간적 평행광을 구성하기 위하여, 디퓨저 또는 평행광 렌즈 등을 조합하여 구성할 수 있다. 부가적으로 디머(Dimmer) 회로를 구성하여, 광원의 세기를 조정하는 것도 가능하다. Specifically, in this embodiment, the light source may be composed of a single LED of a specific wavelength or a combination of three primary color LEDs (RED, BLUE, GREEN). Furthermore, in order to form a physical spatially parallel light, a diffuser or a collimated light lens may be combined. Additionally, it is possible to adjust the intensity of the light source by configuring a dimmer circuit.

또한, 상술한 광원의 균일성의 설정 외에 광원에서 방출되는 광의 광축을 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 본 실시예에서 광원의 평행광의 광축은 센서 면과 수직으로 정렬되는 것이 바람직하다. 즉, 도 8을 참조하면 정렬여부를 판단하기 위한 방법의 하나로, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) grating(140)을 이용할 수 있다.In addition, the method may further include aligning the optical axis of the light emitted from the light source in addition to the above-described setting of the uniformity of the light source. Specifically, in this embodiment, the optical axis of the parallel light of the light source is preferably aligned perpendicular to the sensor surface. That is, referring to FIG. 8 , a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) grating 140 may be used as one of the methods for determining whether alignment is present.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 테스트 단계(S200)는 패키징된 적용 환경의 광원의 보정 기준값이 설정된(S205) 광센서 어레이의 적용 파장의 수집 특성 값을 평탄화하는 평탄화 보정값을 추출하고(S210) 상기 적용 환경의 광원의 적용 세기대의 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 선형화하는 선형화 보정값을 추출한다(S220).Referring to FIG. 5 , in the second test step ( S200 ) according to this embodiment, a flattening correction value for flattening the collection characteristic value of the applied wavelength of the photosensor array in which the correction reference value of the light source of the packaged application environment is set ( S205 ) and extracting (S210) a linearization correction value for linearizing the collection characteristic value of the optical sensor array in the applied intensity band of the light source of the application environment (S220).

먼저, 적용되는 환경의 바이오 반응에 사용할 광원의 파장에서 광센서 어레이의 평탄화 보정값을 구하고 이를 데이터베이스에 저장하여 보정계수 룩업 테이블을 만드는 것이 바람직하다. First, it is preferable to obtain a flattening correction value of the photosensor array at the wavelength of the light source to be used for the bioreaction of the applied environment, and store it in a database to make a correction coefficient lookup table.

다음은 적용되는 환경의 광원의 세기를 포함하는 세기대에 대하여 샘플링된 일부 단계에 대한 광센서의 선형성 보정값을 구하고, 이를 데이터베이스에 저장하여 보정계수 룩업 테이블을 만드는 것이 바람직하다. Next, it is preferable to obtain the linearity correction value of the optical sensor for some steps sampled with respect to the intensity band including the intensity of the light source of the applied environment, and store it in a database to create a correction coefficient lookup table.

본 실시예에서 평탄화 보정값과 선형화 보정값은 샘플링된 일부 단계에 대하여 수학식 1을 적용하여 추출될 수 있다.In the present embodiment, the flattening correction value and the linearization correction value may be extracted by applying Equation 1 to some sampled steps.

보정 단계(S300)는 제1 보정값 및 상기 제2 보정값을 이용하여 상기 광센서 어레이의 적용 환경에 대한 보정값을 산출하고 이를 적용하여 광센서 어레이를 보정한다. 즉, 광센서 어레이의 적용 환경에 대한 보정 기준값을 설정하고, 본 실시예에서 제1 테스트에서 구한 평탄화 보정값과 선형성 보정값을 제2 테스트에서 약식으로 구한 평탄화 보정값과 선형성 보정값을 각각 곱하여 보정값을 산출하고 광센서 어레이 각 픽셀의 평탄화 보정과 선형성 보정을 실시한다.In the correction step ( S300 ), a correction value for the application environment of the photosensor array is calculated by using the first correction value and the second correction value, and the correction value is applied to correct the photosensor array. That is, a correction reference value for the application environment of the optical sensor array is set, and in this embodiment, the flattening correction value and the linearity correction value obtained in the first test are multiplied by the flattening correction value and the linearity correction value abbreviated in the second test. A correction value is calculated, and flattening correction and linearity correction of each pixel of the optical sensor array are performed.

추가적으로 도 6을 참조하면, 보정을 통한 최종 측정은 보정값이 적용된 광센서 어레이의 반응전 각 픽셀에서 수집되는 특성 값의 누적 평균을 산출하고(S410), 반응 동안 각 픽셀에서 수집되는 특성 값의 누적 평균을 산출하고(S420), 이들의 차를 결과 픽셀 최종값으로 산출한다(S430).Additionally, referring to FIG. 6 , the final measurement through correction calculates the cumulative average of the characteristic values collected from each pixel before the reaction of the photosensor array to which the correction value is applied ( S410 ), and the characteristic value collected from each pixel during the reaction A cumulative average is calculated (S420), and the difference is calculated as a final pixel value (S430).

이때, 반응전 누적 평균 픽셀값은 수학식 3를 통해 추출될 수 있다.In this case, the cumulative average pixel value before the reaction may be extracted through Equation (3).

즉, 수집된 픽셀값의 누적값을 수집 회수로 나누어 누적 평균을 산출한다.That is, a cumulative average is calculated by dividing the accumulated value of the collected pixel values by the number of collections.

[수학식 3] [Equation 3]

Figure 112015055368580-pat00008
Figure 112015055368580-pat00008

여기서,

Figure 112015055368580-pat00009
는 반응전 (i,j)위치에 있는 픽셀에 대한 특성값인 출력코드값을 의미한다.
Figure 112015055368580-pat00010
는 반응전 (i,j)위치에 있는 픽셀에 대한 특성값인 출력코드값의 누적 평균값을 의미한다. here,
Figure 112015055368580-pat00009
denotes an output code value, which is a characteristic value for the pixel at the (i, j) position before the reaction.
Figure 112015055368580-pat00010
is the cumulative average value of the output code value, which is a characteristic value of the pixel at the (i, j) position before the reaction.

다음, 반응 동안 수집되는 누적 평균 픽셀값은 수학식 4를 통해 추출될 수 있다.Next, the accumulated average pixel values collected during the reaction may be extracted through Equation (4).

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112015055368580-pat00011
Figure 112015055368580-pat00011

여기서,

Figure 112015055368580-pat00012
는 반응 동안 (i,j)위치에 있는 픽셀에 대한 특성값인 출력코드값을 의미한다.
Figure 112015055368580-pat00013
는 반응 동안 (i,j)위치에 있는 픽셀에 대한 특성값인 출력코드값의 누적 평균값을 의미한다.here,
Figure 112015055368580-pat00012
means the output code value, which is a characteristic value for the pixel at (i, j) position during the reaction.
Figure 112015055368580-pat00013
is the cumulative average value of the output code value, which is a characteristic value for the pixel at the (i, j) position during the reaction.

이들의 차를 통해 산출되는 결과 픽셀값 D(xi,yi)은 수학식 5로 표현될 수 있다.The resulting pixel value D(x i ,y i ) calculated through their difference may be expressed by Equation (5).

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112015055368580-pat00014
Figure 112015055368580-pat00014

또한, 본 실시예에서 제2 테스트 단계(S200)는 패키징 환경 외에 패키징 되어 이용되는 환경을 구현하여 특성값을 산출하도록 하는 것도 적용 가능하다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 센서가 체내 혈당량의 측정을 위해 인체에 삽입되는 것이라면 인체 내의 환경으로서 인체 삽입환경을 구현하고 이에 따른 특성 측정을 수행하는 것일 수 도 있다.In addition, in the second test step ( S200 ) in the present embodiment, it is also applicable to implement an environment that is packaged and used in addition to the packaging environment to calculate the characteristic value. For example, if the sensor according to the present embodiment is to be inserted into the human body to measure the blood glucose level in the body, it may be to implement the human body insertion environment as an environment inside the human body and to measure the characteristics thereof.

다음은 측정자료를 활용하는 사용자가 데이터를 판독하는데 오류의 여지가 어느 정도 있는지를 파악할 수 있도록 최소한 다음과 같은 내용이 포함되도록 보고서를 작성하는 것이 바람직하다.Next, it is desirable to write a report that contains at least the following information so that users who use the measurement data can understand how much error there is in reading the data.

먼저 테스트 환경 스펙에 관한 보고서는 다음 표 1과 같은 항목을 포함하는 것이 바람직하다. First, it is desirable that the report on the test environment specification include the items shown in Table 1 below.

Testtest EquipmentEquipment andand EnvironmentalEnvironmental specificationspecification ValueValue ToleranceTolerance MinMin TypicalTypical MaxMax Illumination type Illumination type Wavelength(λ) of Light source Wavelength(λ) of Light source [nm] [nm] Two dimensional Uniformity of Light intensity at the each pixel surface Two dimensional Uniformity of Light intensity at the each pixel surface [%] [%] Uniformity of Light intensity when the time goes on Uniformity of Light intensity when the time goes on [%] [%] Angle of Light incidence with respect to the each pixel surface Angle of Light incidence with respect to the each pixel surface [o] [ o ] Temperature Temperature [oC] [ o C] Humidity Humidity [%RH] [%RH] Analogue Supply voltage Analog supply voltage [DC Volts] [DC Volts] Analogue Supply current Analogue Supply current [mA] [mA] Digital Supply voltageDigital Supply voltage [DC Volts] [DC Volts] Digital Supply currentDigital Supply current [mA] [mA] External clock external clock [MHz] [MHz]

광센서 어레이의 스펙은 다음 표 2와 같은 내용을 포함하는 것이 바람직하다.It is desirable that the specifications of the photosensor array include the contents shown in Table 2 below.

CMOS CMOS PhotonPhoton sensorsensor SpecificationSpecification ValueValue ToleranceTolerance MinMin TypicalTypical MaxMax Sensor maker sensor maker Model name model name Pixel size Pixel size [um * um] [um * um] Resolution Resolution ADC ADC [bit] [bit] Sensitivity Sensitivity Dynamic Range Dynamic Range

보정값의 룩업 테이블은 다음 표 3과 같은 내용을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the lookup table of the correction value includes the contents shown in Table 3 below.

CodeCode //
( # ( # ofof Photon) Photon)
CalibratedCalibrated OutputOutput CodeCode valuevalue MeasuredMeasured OutputOutput CodeCode valuevalue averageaverage PlanarizationPlanarization Calibration Calibration CoefficientCoefficient LinearityLinearity CalibrationCalibration Coefficient Coefficient
1/
( )
One/
( )
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100/
( )
100/
( )
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200/
( )
200/
( )
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255/
( )
255/
( )
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이상의 본 발명에 따르면, 다양한 환경에 적용되는 광 센서 어레이의 측정 신뢰성 확보를 위한 테스트 및 보정 기준을 마련할 수 있으며, 측정값의 신뢰범위를 파악할 수 있기 때문에 실제 바이오/의료 등의 응용 사용자가 최종 판정함에 있어 잠재적 판단 오류를 줄일 수 있게 된다. According to the present invention as described above, it is possible to prepare a test and calibration standard for securing the measurement reliability of the optical sensor array applied to various environments, and since the reliability range of the measured value can be grasped, the actual bio/medical application user can finally It is possible to reduce potential judgment errors in judgment.

또한, 추가적인 외부 렌즈모듈 구성없이 광센서를 구현할 수 있어서 구성을 보다 간소화 시킬 수 있으며, 초소형 고성능의 랩온어칩 또는 이식형 패치 형태의 진단기기 등의 산업분야 활성화에 기여하게 된다.In addition, since the optical sensor can be implemented without an additional external lens module configuration, the configuration can be simplified, and it contributes to the activation of industrial fields such as ultra-small, high-performance lab-on-a-chip or implantable patch-type diagnostic devices.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications, changes and substitutions within the scope without departing from the essential characteristics of the present invention. will be.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are for explaining, not limiting, the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 암실 20: 표준 광원
30: 광센서 어레이 40:광축 및 거리 정렬용 지그
100: 광센서 어레이 패키지 120:광원 또는 광반응 영역
130: 광센서 어레이 140: MEMS grating
10: dark room 20: standard light source
30: optical sensor array 40: jig for optical axis and distance alignment
100: light sensor array package 120: light source or light reaction area
130: optical sensor array 140: MEMS grating

Claims (5)

표준 광원에 대하여 광센서 어레이의 노출시간 또는 이득을 기본값으로 설정하는 단계;
일정 특성 값을 가지는 상기 표준 광원의 파장 또는 세기를 제어하여 상기 광센서 어레이의 수집 특성을 측정하는 단계;
상기 표준 광원의 파장 변경에 따른 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 평탄화하는 평탄화 보정값을 구하는 단계;
상기 표준 광원의 세기 변경에 따른 상기 광센서 어레이의 수집 특성 값을 선형화하는 선형성 보정값을 구하는 단계; 및
상기 평탄화 보정값과 상기 선형성 보정값을 이용하여 상기 광센서 어레이의 보정을 수행하는 단계;
를 포함하는, 광센서 어레이의 특성 평가를 통한 보정 방법.
setting an exposure time or gain of the photosensor array to a default value for a standard light source;
measuring a collection characteristic of the photosensor array by controlling a wavelength or intensity of the standard light source having a predetermined characteristic value;
obtaining a flattening correction value for flattening a collection characteristic value of the photosensor array according to a change in the wavelength of the standard light source;
obtaining a linearity correction value for linearizing a collection characteristic value of the photosensor array according to a change in the intensity of the standard light source; and
performing correction of the photosensor array using the flattening correction value and the linearity correction value;
Comprising, Calibration method through the characteristic evaluation of the optical sensor array.
제1항에 있어서,
상기 평탄화 보정값 또는 상기 선형성 보정값은 행렬 값으로 구해지는, 광센서 어레이의 특성 평가를 통한 보정 방법.
The method of claim 1,
The flattening correction value or the linearity correction value is obtained as a matrix value, a correction method through characteristic evaluation of an optical sensor array.
제1항에 있어서,
상기 평탄화 보정값 또는 상기 선형성 보정값은 보정계수 룩업 테이블의 형태로 데이터베이스에 저장되는, 광센서 어레이의 특성 평가를 통한 보정 방법.
The method of claim 1,
wherein the flattening correction value or the linearity correction value is stored in a database in the form of a correction coefficient lookup table.
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