KR20030003356A - 평형 잡음을 제거한 씨모스 이미지 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단위 화소를 직접 구동하는 구동부를 아날로그 전원으로 동작시켜 화면의 평형 잡음을 제거한 씨모스 이미지 센서를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 평형 잡음을 제거하기 위한 씨모스 이미지 센서에 있어서, 단위 화소들로 어레이된 화소 어레이; 디지털 전원으로 동작하며 임의의 타이밍으로 상기 화소 어레이의 동작을 제어하기 위해 다수의 제어신호를 생성하는 디지털 제어 수단; 아날로그 전원으로 동작하며 상기 디지털 제어 수단으로부터의 제어신호를 상기 화소 어레이로 구동하는 구동 수단; 및 상기 디지털 제어 수단과 상기 구동 수단 사이에 쉴딩(shielding) 역할을 수행하는 쉴딩 수단을 포함한다.

Description

평형 잡음을 제거한 씨모스 이미지 센서{CMOS image sensor removing horizontal noise}

본 발명은 씨모스 이미지 센서에 관한 것으로, 특히 평형 잡음을 제거한 씨모스 이미지 센서에 관한 것이다.

일반적으로, 이미지 센서란 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 이미지를 찍어(capture)내는 장치를 말하는 것이다. 자연계에 존재하는 각 피사체의 부분부분은 빛의 밝기 및 파장 등이 서로 달라서 감지하는 장치의 각 화소(pixel)에서 다른 전기적인 값을 보이는데, 이 전기적인 값을 신호처리가 가능한 레벨로 만들어 주는 것이 바로 이미지 센서가 하는 일이다.

이를 위해 씨모스 이미지 센서는 수만에서 수십만 개의 단위 화소로 구성된 화소 어레이와, 수천개 정도의 화소에서 감지한 아날로그(analog) 전압을 디지털(digital) 전압으로 바꿔주는 장치와, 수백에서 수천 개의 저장 장치 등으로 구성된다.

또한, 씨모스 이미지 센서는 광전하(photon)에 의해 발생된 전하를 집적하는 집적 시간을 제어하는 신호, 집적된 전하량을 전압 변화로 나타내 읽어내는 신호 및 화소의 초기화를 담당하는 신호를 입력받아 상기 신호들에 응답하여 전기적인 셔터(shutter)의 기능을 수행하게 되는 데, 이때 이미지 센서를 통해 화소 어레이의 행(line) 단위로 이루어지는 이미지 찍기(capturing)를 위해 상기 세 가지 신호와 행 별로 집적의 시작을 알리는 집적 어드레스 및 스캔 어드레스로부터 각 행의 단위 화소를 직접 제어하는 적절한 타이밍을 가진 제어 신호(집적 신호, 스캔 신호 및 리셋 신호)의 발생이 필요하게 된다.

도 1은 일반적인 씨모스 이미지 센서의 로우 디코더 및 단위 화소에 대한 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 이미지 센서는 단위 화소(140)와, 적절한 타이밍으로 단위 화소를 구성하는 다수의 트랜지스터를 제어하기 위해 제어신호(집적 신호, 스캔 신호 및 리셋 신호)를 생성하는 디지털 제어부(100) 및 디지털 제어부(100)에 직접 연결되어 상기 단위 화소(140)를 직접 구동하는 구동 버퍼부(120)를 구비한다.

이와 같이 씨모스 이미지 센서의 구성은 이미 종래에 널리 공지된 기술인 관계로 그 상세한 설명은 생략하고, 본 발명과 직접 관련이 있는 단위 화소의 구동부에 대해서만 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 씨모스 이미지 센서는 디지털 전원을 인가받아 동작하는 디지털 제어부(100)(로우 디코더 포함)에서 단위 화소(140)를 제어하기 위한 집적 신호(Transfer), 스캔 신호(select) 및 리셋 신호(reset)를 생성하고, 디지털 전원을 인가받는 구동 버퍼부(120)에서 디지털 제어부(100)의 집적 신호(Transfer), 스캔 신호(select) 및 리셋 신호(reset)를 단위 화소(140)로 직접 구동하게 된다. 즉, 종래의 씨모스 이미지 센서는 도 2에 도시된 바와 같이 디지털 제어부(100) 및 구동 버퍼부(120)를 디지털 전원으로 동작시키고, 단위 화소들이 어레이된 화소 어레이(150)를 아날로그 전원으로 동작시키는 데, 여기서 문제는 화소 어레이(150)를 구동하는 구동 버퍼부(120)의 전원을 디지털 전원으로 동작시킴으로써 디지털 잡음이 도 1의 'A'와 같이 발생되고, 발생된 디지털 잡음이 단위 화소에 영향을 미쳐 화면에 가로방향으로 줄이 생기는 평형 잡음(horizontal noise)이 발생하게 된다는 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 단위 화소를 직접 구동하는 구동부를 아날로그 전원으로 동작시켜 화면의 평형 잡음을 제거한 씨모스 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 씨모스 이미지 센서의 로우 디코더 및 단위 화소에 대한 구성도.

도 2는 종래의 씨모스 이미지 센서를 개념적으로 도시한 구성도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명

200 : 디지털 제어부

210 : 쉴드부

220 : 구동버퍼부

230 : 화소 어레이

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 평형 잡음을 제거하기 위한 씨모스 이미지 센서에 있어서, 단위 화소들로 어레이된 화소 어레이; 디지털 전원으로 동작하며 임의의 타이밍으로 상기 화소 어레이의 동작을 제어하기 위해 다수의 제어신호를 생성하는 디지털 제어 수단; 아날로그 전원으로 동작하며 상기 디지털 제어 수단으로부터의 제어신호를 상기 화소 어레이로 구동하는 구동 수단; 및 상기 디지털 제어 수단과 상기 구동 수단 사이에 쉴딩(shielding) 역할을 수행하는 쉴딩 수단을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 블록도로서, 본 발명의 씨모스 이미지 센서는 평형 잡음을 제거하기 위하여 구동 버퍼부를 아날로그전원으로 동작시킨다.

구체적으로, 본 발명의 씨모스 이미지 센서는 단위 화소들로 어레이된 화소 어레이(240)와, 디지털 전원으로 동작하며 적절한 타이밍으로 화소 어레이의 동작을 제어하기 위해 다수의 제어신호(집적 신호, 스캔 신호 및 리셋 신호)를 생성하는 디지털 제어부(200) 및 아날로그 전원으로 동작하며 디지털 제어부(200)로부터 의 제어신호를 화소 어레이(240)로 구동하는 구동 버퍼부(220)로 이루어지되, 상기 디지털 제어부(200)와 구동 버퍼부(220) 사이에 쉴딩(shielding) 역할을 할 수 있는 쉴드부(210)가 추가된다.

이와 같이 구성되는 씨모스 이미지 센서는 구동 버퍼부(220)의 전원을 디지털 전원에서 아날로그 전원으로 바꾸어 사용함으로써 앞 단에 있는 디지털 제어부(200)의 디지털 잡음이 화소 어레이(240)에 미치는 영향을 줄일 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 화소 어레이를 직접 구동하는 구동부의 전원을 아날로그 전원으로 사용함으로써 이미지 센서의 평형 잡음을 줄여 화질을 개선할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 평형 잡음을 제거하기 위한 씨모스 이미지 센서에 있어서,

   단위 화소들로 어레이된 화소 어레이;

   디지털 전원으로 동작하며 임의의 타이밍으로 상기 화소 어레이의 동작을 제어하기 위해 다수의 제어신호를 생성하는 디지털 제어 수단;

   아날로그 전원으로 동작하며 상기 디지털 제어 수단으로부터의 제어신호를 상기 화소 어레이로 구동하는 구동 수단; 및

   상기 디지털 제어 수단과 상기 구동 수단 사이에 쉴딩(shielding) 역할을 수행하는 쉴딩 수단

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.