KR20070066465A

KR20070066465A - 자동 블랙 레벨 보상 기능을 갖는 이미지 센서 및 자동블랙 레벨 보상방법

Info

Publication number: KR20070066465A
Application number: KR1020050127665A
Authority: KR
Inventors: 진의정
Original assignee: 매그나칩 반도체 유한회사
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-06-27

Abstract

본 발명은 블랙 레벨 오프셋 값을 산출하기 위한 라인과 아날로그 신호 처리 경로 상에서의 오프셋 값을 산출하기 위한 라인 수를 감소시켜 오프셋 값을 검출하기 위해 배치된 암화소 어레이를 감소시킬 수 있는 이미지 센서를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 실제 화소 데이터를 생성하는 실제 화소들로 이루어진 제1 화소군과, 암화소의 제1 오프셋 값을 산출하기 위한 화소들로 이루어진 제2 화소군을 포함하는 화소 어레이와, 아날로그 신호 처리 상의 제2 오프셋 값을 검출하기 위한 테스트 신호를 공급하는 테스트 신호 공급부와, 상기 제2 화소군으로부터 독출된 암화소 신호와 상기 테스트 신호 공급부로부터 출력된 상기 테스트 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제1 및 제2 선택부와, 상기 제1 및 제2 선택부를 통해 선택되어 출력된 신호를 각각 처리하는 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부와, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로부터 각각 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터와, 상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터로부터 각각 출력된 상기 디지털 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 오프셋 값의 평균을 계산하고, 계산된 평균값을 이용하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 제3 및 제4 오프셋 값을 계산하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 이미지 센서를 제공한다.

이미지 센서, ABLC

Description

자동 블랙 레벨 보상 기능을 갖는 이미지 센서 및 자동 블랙 레벨 보상방법{IMAGE SENSOR HAVING AUTOMATIC BLACK LEVEL COMPENSATION FUNCTION AND METHOD FOR COMPENSATING BLACK LEVEL AUTOMATICALLY}

도 1는 종래기술에 따른 자동 블랙 레벨 기능을 갖는 이미지 센서의 구성을 도시한 블럭도.

도 2는 도 1에 도시된 화소 어레이의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 블랙 레벨 기능을 갖는 이미지 센서의 구성을 도시한 블럭도.

도 4는 도 3에 도시된 화소 어레이의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동 블랙 레벨 보정방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 110 : 화소 어레이

11, 111 : 제1 화소군

12, 112 : 제2 화소군

13, 113 : 제3 화소군

20a, 20b, 140a, 140b : 아날로그 신호 처리부

21a, 21b, 141a, 141b : CDS

22a, 22b, 142a, 142b : PGA

30a, 30b, 150a, 150b : ADC

40, 160 : DSP

120a, 120b : 선택부

130 : 테스트 신호 공급부

본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 블랙 레벨(black level), 즉 암신호(dark current)를 자동으로 보상할 수 있는 이미지 센서 및 자동 블랙 레벨 보상방법에 관한 것이다.

최근들어 디지털 카메라(digital camera)는 인터넷을 이용한 영상통신의 발전과 더불어 그 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 추세에 있다. 더욱이, 카메라가 장착된 PDA(Personal Digital Assistant), IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000), CDMA(Code Division Multiple Access) 단말기 등과 같은 이동통신단말기의 보급이 증가됨에 따라 소형 카메라 모듈의 수요가 증가하고 있다.

카메라 모듈은 기본적으로 이미지 센서를 포함한다. 일반적으로, 이미지 센서라 함은 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 소자를 말한다. 이러한 이미지 센서로는 전하 결합 소자(Charge Coupled Device, 이하, CCD라 함)와 시모스(CMOS; Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서가 널리 사용되고 있다.

CCD는 구동 방식이 복잡하고, 전력 소모가 많으며, 제조공정시 마스크 공정 수가 많아 공정이 복잡하고, 시그날 프로세싱 회로(signal processing circuit)를 칩 내에 구현할 수 없어 원 칩(one chip)화가 어렵다는 등의 여러 단점이 있다. 이에 반해, 시모스 이미지 센서는 하나의 단일 칩 상에 제어, 구동 및 신호 처리 회로의 모놀리식 집적화가 가능하기 때문에 최근에 보다 주목을 받고 있다. 게다가, 시모스 이미지 센서는 저전압 동작 및 저전력 소모, 주변기기와의 호환성 및 표준 CMOS 제조 공정의 유용성으로 인하여 기존의 CCD에 비해 잠재적으로 적은 비용을 제공한다.

이미지 센서, 특히 시모스 이미지 센서의 경우 반도체 소자로 이루어져 있기 때문에 제조공정 또는 외부 환경에 의해 불필요한 전류 성분이 발생한다. 이러한 전류를 암전류라 한다. 암전류 발생시 이미지 센서 내에는 광학적 요인 외의 신호 성분이 포함되어 아주 어두운 환경, 즉 빛을 가하지 않는 환경에서도 일정 치의 신호레벨이 검출된다. 이러한 신호레벨은 열 잡음 및 시스템 잡음으로 블랙 레벨이라 한다.

실제 동일한 빛이 이미지 센서에 입사되더라도 각각의 화소 간의 변동과, 아날로그 신호 처리 경로 간의 오프셋(offset)과, 이득 증폭값의 차이로 인하여 아날로그 신호의 최종 출력단인 아날로그 디지털 컨버터(analog digital converter)를 통해 출력된 출력값이 동일한 디지털 코드(digital code)값이 아닌 서로 다른 코드 값을 갖는다.

이러한 현상을 제거하기 위하여 제안된 회로가 ABLC(Automatic Black Level Compensation) 회로이다.

도 1은 종래기술에 따른 ABLC 회로를 구비한 이미지 센서를 도시한 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이미지 센서의 화소 어레이를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 이미지 센서는 빛에 반응하는 성질을 극대화시키도록 화소를 가로 N개, 세로 M개(N, M은 자연수)로 배치하여, 외부에서 들어오는 이미지에 대한 정보를 감지하는 제1 화소군(11), 즉 코아 화소(core pixel)군과, 제1 화소군(11)의 상하좌우측에 배열되어 그 구성 화소에 대한 블랙 레벨의 오프셋(offset) 값과 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출하기 위한 제2 화소군(12)과, 광이 완전히 차단되어 더미(dummy) 화소군으로 기능하는 제3 화소군(13)을 포함하는 화소 어레이(10)를 구비한다.

구체적으로 설명하면 다음과 같다.

종래기술에 따른 이미지 센서는 화소의 어레이 수가 VGA급에서 1메가, 2메가, 3메가로 가면서 동일 신호 처리 속도를 갖기 위해서 2개의 아날로그 신호 처리 부를 갖는다.

즉, 2개의 아날로그 신호 처리부(20a, 20b)와, 2개의 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Converter; 이하, ADC라 함)(30a, 30b)와, 디지털 신호 처리부(Digital Signal Process; 이하, DSP라 함)(40)를 구비한다. 아날로그 신호 처리부(30a, 30b)는 각각 상호 연관된 이중 샘플링(Correlated Double Sampling)부(21a, 22a)와, 가변 증폭부(22a, 22b), 예컨대 PGA(Programmable Gain Amplifier)를 구비한다.

제1 및 제2 아날로그 신호 처리부(20a, 20b)는 화소 어레이(10)를 이등분하여 이등분된 영역을 각각 할당받아 각 영역으로부터 독출된 아날로그 화소 데이터를 처리한다.

예컨대, 제1 아날로그 신호 처리부(20a)는 제1 영역의 제2 화소군(12)의 제1 라인(12a)로부터 암화소의 화소값을 독출하여 블랙 레벨 오프셋 값을 산출하고, 제2 라인(12b)로부터 암화소의 화소값을 독출하여 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출한다. 그리고, 제1 화소군(11)의 화소로부터 실제 화소값을 독출하여 처리한다.

반면, 제2 아날로그 신호 처리부(20b)는 제2 영역의 제2 화소군(12)의 제1 라인(12a)로부터 암화소의 화소값을 독출하여 블랙 레벨 오프셋 값을 산출하고, 제2 라인(12b)로부터 암화소의 화소값을 독출하여 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출한다. 그리고, 제1 화소군(11)의 화소로부터 실제 화소값을 독출하여 처리한다.

이로써, ABLC를 수행함과 동시에 화소 처리 속도를 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

이러한 구조를 갖는 종래기술에 따른 이미지 센서를 이용한 ABLC 동작특성을 설명하면 다음과 같다.

제1 및 제2 아날로그 신호 처리부(20a, 20b)를 통해 제2 화소군(12a, 12b)으로부터 블랙 레벨 오프셋 값과 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출한 후 산출된 오프셋 값은 ADC(30a, 30b)에 의해 디지털 코드로 변환되어 저장 매체(미도시)에 저장된다. 이후, 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부(20a, 20b)를 통해 제1 화소군(11)으로부터 실제 화소값을 독출하고, 독출된 실제 화소값은 ADC(30a, 30b)를 통해 디지털 코드로 변환되어 출력된다. 이후, 실제 화소 값인 디지털 코드와 저장 매체에 저장된 오프셋 값을 감산하여 실제 화소 값으로부터 오프셋을 제거하게 된다.

이러한 구조를 갖는 이미지 센서는 아날로그 신호 처리부(20a, 20b)가 상하에 배치되기 때문에 처리해야 할 화소의 수가 더 많아짐에도 처리 속도를 증대시킬 수 있다. 그러나, 한 개의 아날로그 신호 처리부를 갖는 구조에서와 동일하게 ABLC를 수행하기 위해서는 기존에 사용했던 암화소(제2 화소군)의 두 배의 양이 필요하다.

즉, 제1 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출하기 위해 필요한 라인 수가 L이고, 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출하기 위해 필요한 라인 수가 L이 필요하여 전체적으로 필요한 라인 수는 2×L개의 라인이 필 요하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 블랙 레벨 오프셋 값을 산출하기 위한 라인과 아날로그 신호 처리 경로 상에서의 오프셋 값을 산출하기 위한 라인 수를 감소시켜 오프셋 값을 검출하기 위해 배치된 암화소 어레이를 감소시킬 수 있는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다,

또한, 본 발명은 암화소 어레이를 최소화하면서 실제 화소의 오프셋을 안정적으로 제거할 수 있는 이미지 센서의 블랙 레벨 보상방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 실제 화소 데이터를 생성하는 실제 화소들로 이루어진 제1 화소군과, 암화소의 제1 오프셋 값을 산출하기 위한 화소들로 이루어진 제2 화소군을 포함하는 화소 어레이와, 아날로그 신호 처리 상의 제2 오프셋 값을 검출하기 위한 테스트 신호를 공급하는 테스트 신호 공급부와, 상기 제2 화소군으로부터 독출된 암화소 신호와 상기 테스트 신호 공급부로부터 출력된 상기 테스트 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제1 및 제2 선택부와, 상기 제1 및 제2 선택부를 통해 선택되어 출력된 신호를 각각 처리하는 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부와, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로부터 각각 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터와, 상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터로부터 각각 출력된 상기 디지털 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 오프셋 값의 평균을 계산하고, 계산된 평균값을 이용하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 제3 및 제4 오프셋 값을 계산하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 이미지 센서를 제공한다.

또한, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 실제 화소 데이터를 생성하는 실제 화소들로 이루어진 제1 화소군과, 암화소의 제1 오프셋 값을 산출하기 위한 화소들로 이루어진 제2 화소군을 포함하는 화소 어레이와, 아날로그 신호 처리 상의 제2 오프셋 값을 검출하기 위한 테스트 신호를 공급하는 테스트 신호 공급부와, 상기 테스트 신호 공급부로부터 출력되는 상기 테스트 신호를 각각 처리하는 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부와, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로부터 각각 출력된 아날로그 신호와, 상기 제2 화소군으로부터 출력되는 암화소 화소 값을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터와, 상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터로부터 각각 출력된 상기 디지털 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 오프셋 값을 계산하고, 상기 제1 및 제2 오프셋 값을 이용하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 제3 및 제4 오프셋 값을 계산하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 이미지 센서를 제공한다.

또한, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따른 본 발명 은, 실제 화소 데이터를 생성하는 실제 화소들로 이루어진 제1 화소군과, 암화소의 제1 오프셋 값을 산출하기 위한 화소들로 이루어진 제2 화소군을 포함하는 화소 어레이를 포함하고, 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부를 통해 상기 화소 어레이로부터 화소 데이터를 독출하도록 구성된 이미지 센서의 자동 블랙 레벨 보상방법에 있어서, 상기 제2 화소군으로부터 상기 암화소의 제1 화소 값을 독출하는 단계와, 상기 제1 화소 값을 평균하여 상기 제1 오프셋 값을 산출하는 단계와, 테스트 신호를 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로 제공하여 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부를 통해 각각 발생되는 제2 및 제3 오프셋 값을 산출하는 단계와, 상기 제1 오프셋 값과 상기 제2 오프셋 값 또는 상기 제3 오프셋 값을 가산하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 제4 및 제5 오프셋 값을 산출하는 단계와, 상기 제1 화소군으로부터 실제 화소의 화소 값을 독출하는 단계와, 상기 실제 화소의 화소 값이 독출되는 경로에 따라 상기 실제 화소 값과 상기 제4 오프셋 값 또는 상기 제5 오프셋 값을 감산하여 실제 화소의 블랙 레벨을 보상하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 자동 블랙 레벨 보상방법을 제공한다.

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 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 기능을 수행하는 동일 요소들을 나타낸다.

실시예

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ABLC 회로를 구비한 이미지 센서를 도시한 블럭도이고, 도 4는 도 3에 도시된 이미지 센서의 화소 어레이를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 빛에 반응하는 성질을 극대화시키도록 화소를 가로 N개, 세로 M개(N, M은 자연수)로 배치하여, 외부에서 들어오는 이미지에 대한 정보를 감지하는 제1 화소군(111), 즉 코아 화소군과, 제1 화소군(111)의 상하좌우측에 배열되어 그 구성 화소(암화소)에 대한 블랙 레벨의 오프셋 값만을 산출하기 위한 제2 화소군(112)과, 광이 완전히 차단되어 더미 화소군으로 기능하는 제3 화소군(113)을 포함하는 화소 어레이(110)를 구비한다.

즉, 제2 화소군(112)은 암화소에 대한 블랙 레벨의 오프셋 값만을 산출하기 위해 사용되고, 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출하는데는 사용하지 않는다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서에서는 도 2에 도시된 종래기술에 따른 화소 어레이(10)에서 제2 화소군(12)의 라인 수를 L/2로 감소시킬 수 있다.

구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 도 4에 도시된 구조를 갖는 화소 어레이(110)와, 2개의 선택부(120a, 120b)와, 테스트 오프셋 공급부(130)와, 2개의 아날로그 신호 처리부(140a, 140b)와, 2개의 ADC(150a, 150b)와, DSP(160)를 구비한다.

선택부(120a, 120b)는 제2 화소군(112)을 구성하는 암화소로부터 독출된 암화소 신호와, 테스트 신호 공급부(130)로부터 공급되는 테스트 신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 후단에 위치한 아날로그 신호 처리부(140a, 140b)로 각각 전달한다. 즉, ABLC를 구현하기 위하여 선택부(120a, 120b)는 암화소의 블랙 레벨 오프셋 값을 산출하고자 하는 경우 제2 화소군(112)으로부터 독출된 암화소 신호를 선택하여 아날로그 신호 처리부(140a, 140b)로 각각 전달한다. 이와 반대로, 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출하고자 하는 경우 테스트 신호 공급부(130)로부터 공급되는 테스트 신호를 선택하여 아날로그 신호 처리부(140a, 140b)로 각각 전달한다.

테스트 신호 공급부(130)는 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 산출하기 위하여 사용자에 의해 설정된 테스트 신호를 선택부(120a, 120b)로 각각 공급한다. 이때, 테스트 신호는 암화소의 오프셋 값에 전혀 영향을 받지 않고 순수하게 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값만을 테스트할 수 있는 신호를 사용하는 것이 바람직하다.

아날로그 신호 처리부(140a, 140b)는 선택부(120a, 120b)로부터 출력된 신호를 CDS(141a, 141b)를 통해 불필요한 잡음을 제거하고, PGA(142a, 142b)를 통해 증폭시킨다.

ADC(150a, 150b)는 아날로그 신호 처리부(140a, 140b)로부터 출력된 아날로 그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

DSP(160)는 ADC(150a, 150b)로부터 출력된 디지털 신호를 이용하여 오프셋 값의 평균을 계산하고, 계산된 평균값을 이용하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 계산한다. 또한, DSP(160)는 제1 화소군(111)으로부터 독출되어 출력되는 실제 화소값을 독출되는 아날로그 신호 처리 경로에 따라 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값 중 어느 하나와 감산하여 현재 출력되는 실제 화소 값을 보정한다. 이러한 DSP(160)는 칼라 보정부(color correction), 칼라 보간부(color interpolation), 칼라 공간 변환부(color space coverter)를 포함한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 동작특성을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2 화소군(112)으로부터 암화소 신호를 독출하여 블랙 레벨 오프셋 값을 산출한다. 그런 다음, 테스트 신호 공급부(130)로부터 공급된 테스트 신호를 이용하여 각각의 아날로그 신호 처리 상에서 발생된 블랙 레벨 오프셋 값을 산출한다.

블랙 레벨 오프셋 값을 각 아날로그 신호 처리 경로에 따라 계산하면 하기의 수학식 1과 같다.

Black Level1 = (Poffset×이득) + Coffset1

Black Level2 = (Poffset×이득) + Coffset2

상기 수학식2에서 'Black Level1'은 제1 아날로그 신호 처리 경로 상의 총 블랙 레벨 오프셋 값이고, 'Black Level2'는 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 총 블랙 레벨 오프셋 값이다. 'Poffset'은 제2 화소군(112)의 암화소의 블랙 레벨 오프셋 값이고, 'Coffset1'은 테스트 신호에 의해 산출된 제1 아날로그 신호 처리 상의 오프셋 값이며, 'Coffset2'은 테스트 신호에 의해 산출된 제2 아날로그 신호 처리 상의 오프셋 값이다.

이렇게 얻어진 블랙 레벨 오프셋 값을 이용한 ABLC 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 블랙 레벨 오프셋 값의 산출이 완료되면, 제1 화소군(111)으로부터 실제 화소 값을 독출한다. 이렇게 독출된 현재 화소 값이 제1 아날로그 신호 처리 경로를 통해 독출된 경우 'Black Level1'을 이용하여 현재 화소 값을 보정하고, 제2 아날로그 신호 처리 경로를 통해 독출된 경우 'Black Level2'를 이용하여 현재 화소 값을 보정한다.

구체적으로 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2 화소군(112)으로부터 암화소의 화소 값을 독출한다(S51).

이후, 암화소 화소 값의 평균을 계산하여 블랙 레벨 오프셋 평균값을 계산한다(S52).

이후, 테스트 신호를 이용하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 상의 오프셋 평균값을 계산한다(S53, S55).

이후, 암화소로부터 산출된 블랙 레벨 오프셋 평균값과 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 상의 오프셋 평균값을 가산하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 계산한다. 즉, 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 총 블랙 레벨 오프셋 값을 산출한다(S54, S56).

이후, 제1 화소군(111)으로부터 실제 화소 값을 독출한다(S57).

이후, 제1 화소군(111)으로부터 독출된 현재 화소 값이 어느 아날로그 신호 처리 경로로 독출되었는지를 판단한다(S58).

상기 단계 S58에서, 현재 화소 값이 제1 아날로그 신호 처리 경로를 통해 독출된 경우 현재 화소 값과 제1 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 감산하여 보정을 수행하고, 현재 화소 값이 제2 아날로그 신호 처리 경로를 통해 독출된 경우 현재 화소 값과 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 오프셋 값을 감산하여 보정을 수행한다(S59, S60).

이러한 방법을 통해 본 발명은 ABLC를 위해 필요한 암화소의 라인 수에서 화소 블랙 레벨을 구하고, 아날로그 신호 처리 상에서 발생된 오프셋 값을 산출하는데 필요한 라인은 생략하여 화소 어레이를 구성하는 전체적인 화소 라인을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 제2 화소군(112)으로부터 독출된 암화소의 화소 값이 아날로그 신호 처리부(140a, 140b)를 경유하지 않고 직접 ADC(150a, 150b)로 입력되도록 회로를 구성할 수도 있다. 이는, 암화소의 화소 값을 아날로그 신호 처리 상에서 발생되는 오프셋의 영향을 최소화하여 순수한 암화소의 오프셋 값만을 산출하기 위함이다.

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

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, ABLC를 위해 필요한 암화소의 라인 수에서 화소 블랙 레벨을 구하고, 아날로그 신호 처리 상에서 발생된 오프셋 값을 산출하는데 필요한 라인은 생략하여 화소 어레이를 구성하는 전체적인 화소 라인을 감소시킬 수 있다.

Claims

실제 화소 데이터를 생성하는 실제 화소들로 이루어진 제1 화소군과, 암화소의 제1 오프셋 값을 산출하기 위한 화소들로 이루어진 제2 화소군을 포함하는 화소 어레이;

아날로그 신호 처리 상의 제2 오프셋 값을 검출하기 위한 테스트 신호를 공급하는 테스트 신호 공급부;

상기 제2 화소군으로부터 독출된 암화소 신호와 상기 테스트 신호 공급부로부터 출력된 상기 테스트 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제1 및 제2 선택부;

상기 제1 및 제2 선택부를 통해 선택되어 출력된 신호를 각각 처리하는 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부;

상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로부터 각각 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터; 및

상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터로부터 각각 출력된 상기 디지털 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 오프셋 값을 계산하고, 상기 제1 및 제2 오프셋 값을 이용하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 제3 및 제4 오프셋 값을 계산하는 디지털 신호 처리부

를 포함하는 이미지 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 선택부는 상기 제1 오프셋 값을 검출하는 동안 상기 제2 화소군으로부터 독출된 암화소 신호를 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로 출력하는 이미지 센서.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 선택부는 상기 제2 오프셋 값을 검출하는 동안 상기 테스트 신호 공급부로부터 공급되는 상기 테스트 신호를 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로 출력하는 이미지 센서.
제 3 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 선택부는 상기 제2 오프셋 값을 검출한 후 상기 제1 화소군으로부터 독출된 실제 화소 값을 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로 출력하는 이미지 센서.
제 4 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제1 오프셋 값을 검출하는 동안 상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터를 통해 출력된 디지털 신호의 평균값을 계산하여 상기 제1 오프셋 값을 산출하는 이미지 센서.
제 5 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제2 오프셋 값을 검출하는 동안 상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터를 통해 출력된 디지털 신호의 평균을 계산하여 상기 제2 오프셋 값을 산출하는 이미지 센서.
제 6 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제1 오프셋 값과 상기 제2 오프셋 값을 가산하여 상기 제3 및 제4 오프셋 값을 산출하는 이미지 센서.
제 7 항에 있어서,

상기 제3 오프셋 값은 상기 제1 아날로그 신호 처리 경로 상에서 발생된 오프셋 값이고, 상기 제4 오프셋 값은 상기 제2 아날로그 신호 처리 경로 상에서 발생된 오프셋 값인 이미지 센서.
제 8 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제2 오프셋 값을 검출한 후 상기 제1 화소군으로부터 상기 제1 아날로그 신호 처리부를 통해 출력되는 현재 화소의 디지털 신호와 상기 제3 오프셋 값을 감산하여 현재 화소의 블랙 레벨을 보상하는 이미지 센서.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제2 오프셋 값을 검출한 후 상기 제1 화소군으로부터 상기 제2 아날로그 신호 처리부를 통해 출력되는 현재 화소의 디지털 신호와 상기 제4 오프셋 값을 감산하여 현재 화소의 블랙 레벨을 보상하는 이미지 센서.
실제 화소 데이터를 생성하는 실제 화소들로 이루어진 제1 화소군과, 암화소의 제1 오프셋 값을 산출하기 위한 화소들로 이루어진 제2 화소군을 포함하는 화소 어레이;

아날로그 신호 처리 상의 제2 오프셋 값을 검출하기 위한 테스트 신호를 공급하는 테스트 신호 공급부;

상기 테스트 신호 공급부로부터 출력되는 상기 테스트 신호를 각각 처리하는 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부;

상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로부터 각각 출력된 아날로그 신호와, 상기 제2 화소군으로부터 출력되는 암화소 화소 값을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터; 및

상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터로부터 각각 출력된 상기 디지털 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 오프셋 값을 계산하고, 상기 제1 및 제2 오프셋 값을 이용하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 제3 및 제4 오프셋 값을 계산하는 디지털 신호 처리부

를 포함하는 이미지 센서.
제 11 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제1 오프셋 값을 검출하는 동안 상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터를 통해 출력된 디지털 신호의 평균값을 계산하여 상기 제1 오프셋 값을 산출하는 이미지 센서.
제 12 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제2 오프셋 값을 검출하는 동안 상기 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터를 통해 출력된 디지털 신호의 평균을 계산하여 상기 제2 오프셋 값을 산출하는 이미지 센서.
제 13 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제1 오프셋 값과 상기 제2 오프셋 값을 가산하여 상기 제3 및 제4 오프셋 값을 산출하는 이미지 센서.
제 14 항에 있어서,

상기 제3 오프셋 값은 상기 제1 아날로그 신호 처리 경로 상에서 발생된 오프셋 값이고, 상기 제4 오프셋 값은 상기 제2 아날로그 신호 처리 경로 상에서 발생된 오프셋 값인 이미지 센서.
제 15 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제2 오프셋 값을 검출한 후 상기 제1 화소군으로부터 상기 제1 아날로그 신호 처리부를 통해 출력되는 현재 화소의 디지털 신호와 상기 제3 오프셋 값을 감산하여 현재 화소의 블랙 레벨을 보상하는 이미지 센서.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 디지털 신호 처리부는 상기 제2 오프셋 값을 검출한 후 상기 제1 화소군으로부터 상기 제2 아날로그 신호 처리부를 통해 출력되는 현재 화소의 디지털 신호와 상기 제4 오프셋 값을 감산하여 현재 화소의 블랙 레벨을 보상하는 이미지 센서.
실제 화소 데이터를 생성하는 실제 화소들로 이루어진 제1 화소군과, 암화소의 제1 오프셋 값을 산출하기 위한 화소들로 이루어진 제2 화소군을 포함하는 화소 어레이를 포함하고, 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부를 통해 상기 화소 어레이로부터 화소 데이터를 독출하도록 구성된 이미지 센서의 자동 블랙 레벨 보상방법에 있어서,

상기 제2 화소군으로부터 상기 암화소의 제1 화소 값을 독출하는 단계;

상기 제1 화소 값을 평균하여 상기 제1 오프셋 값을 산출하는 단계;

테스트 신호를 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로 제공하여 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부를 통해 각각 발생되는 제2 및 제3 오프셋 값을 산출하는 단계;

상기 제1 오프셋 값과 상기 제2 오프셋 값 또는 상기 제3 오프셋 값을 가산하여 제1 및 제2 아날로그 신호 처리 경로 상의 제4 및 제5 오프셋 값을 산출하는 단계;

상기 제1 화소군으로부터 실제 화소의 화소 값을 독출하는 단계; 및

상기 실제 화소의 화소 값이 독출되는 경로에 따라 상기 실제 화소 값과 상기 제4 오프셋 값 또는 상기 제5 오프셋 값을 감산하여 실제 화소의 블랙 레벨을 보상하는 단계

를 포함하는 이미지 센서의 자동 블랙 레벨 보상방법.
제 17 항에 있어서,

상기 제2 및 제3 오프셋 값은 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 처리부로부터 각각 출력되는 신호의 평균을 계산하여 얻어지는 이미지 센서의 자동 블랙 레벨 보상방법.