KR20070066466A

KR20070066466A - 불량 화소 보정기능을 갖는 이미지 센서 및 불량 화소보정방법

Info

Publication number: KR20070066466A
Application number: KR1020050127666A
Authority: KR
Inventors: 조완희
Original assignee: 매그나칩 반도체 유한회사
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-06-27

Abstract

본 발명은 정상 화질의 왜곡없이 안정적으로 불량 화소(defect pixel)를 보정할 수 있는 이미지 센서 및 그 보정방법에 관한 것으로 이를 위해 본 발명은 로우라인과 칼럼라인이 교차하는 지점에 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배치된 화소 어레이부와, 제1 독출 구간 동안 상기 화소의 광수광부를 리셋시켜 제1 화소값을 독출하고, 제2 독출 구간 동안 상기 광수광부에 의해 입사광이 광전 변환된 제2 화소값을 독출하는 아날로그 신호 처리부와, 상기 아날로그 신호처리부를 통해 출력된 상기 제1 및 제2 화소값을 각각 디지털 신호로 변환하여 디지털화된 제3 및 제4 화소값을 출력하는 아날로그-디지털 컨버터와, 상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 출력되는 상기 제3 화소값과 임계값을 비교하여 상기 제3 화소값이 불량 화소의 화소값인지를 판별하는 제1 비교부와, 상기 제1 비교부의 출력신호에 응답하여 상기 불량 화소의 좌표를 저장하는 제1 저장부와, 상기 불량 화소와 이웃하는 화소의 화소값을 평균하고, 그 평균값을 저장하는 제2 저장부와, 상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 출력되는 상기 제4 화소값에 해당하는 화소의 좌표와 상기 불량 화소의 좌표를 비교하는 제2 비교부와, 상기 제2 비교부의 출력신호에 응답하여 상기 아날로그-디지털 컨버터로 출력되는 상기 제4 화소값과 상기 제2 저장부에 저장된 상기 평균값 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 선택부를 포함하는 이미지 센서를 제공한다.

CMOS 이미지 센서, ABLC, 더미 화소

Description

불량 화소 보정기능을 갖는 이미지 센서 및 불량 화소 보정방법{IMAGE SENSOR HAVING COMPENSATION FUNCTION OF DEFECT PIXEL AND METHOD FOR COMPENSATING DEFECT PIXEL}

도 1은 종래기술에 따른 불량 화소 보정기능을 갖는 이미지 센서의 구성을 도시한 블럭도.

도 2는 불량 화소의 보정방법을 설명하기 위하여 도시한 화소 어레이 개념도.

도 3은 도 1에 도시된 이미지 센서를 이용한 불량 화소 보정방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.

도 4는 도 1에 도시된 단위 화소의 구성을 회로도.

도 5는 도 4에 도시된 단위 화소의 동작 파형도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 불량 화소 보정기능을 갖는 이미지 센서의 구성을 도시한 블럭도.

도 7은 도 6에 도시된 이미지 센서를 이용한 불량 화소 보정방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 도 4에 도시된 단위 화소의 동작 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 110 : 화소 어레이부 20, 120 : 로우 디코더

30, 130 : 칼럼 디코더 40, 140 : 아날로그 라인 버퍼부

50, 150 : 타이밍 제어부 60, 160 : PGA

70, 170 : ADC 80, 180, 200 : 비교부

90 : 보정부 91, 220 : 선택부

92, 190, 210 : 저장부

본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 이미지 센서(image sensor)의 불량 화소(defect pixel)를 보정(compensation)하기 위한 회로 및 방법에 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 특정 화소에 단선 또는 누설전류가 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. 즉, 출력 디지털 코드(digital code)값이 주위의 화소들보다 높은 값을 갖는 불량 화소(defect pixel)가 발생되어 제품의 불량률을 높이는 원인이 된다.

이하, 도면을 참조하여 불량 화소를 보정할 수 있는 이미지 센서 및 그 방법을 설명하기로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 이미지 센서의 구성을 도시한 블럭도(block diagram)이다.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 이미지 센서는 화소 어레이부(10)와, 로우 디코더(row decoder)(20)와, 칼럼 디코더(column decoder)(30)와, 아날로그 라인 버퍼부(analog line buffer)(40)와, 타이밍 제어부(timing control)(50)와, 프로그램어블 게인 증폭기(Programmable Gain Amplifier; 이하, PGA라 함)(60)와, 아날로그-디지털 컨버터(Analog Digital Converter; 이하, ADC라 함)(70)와, 비교부(80)와, 보정부(90)로 이루어진다.

화소 어레이부(10)는 로우 디코더(20)에 의해 선택되는 로우라인(row line)과 칼럼 디코더(30)에 의해 선택된 칼럼라인(column line)이 매트릭스(matrix) 형태로 교차하는 지점에 각각 배열된 복수의 화소로 이루어진다. 이러한 화소는 광수광부(photoreceptor)의 광전 변환 특성을 이용하여 입사광을 전기적 신호로 변환시킨다.

로우 디코더(20)와 칼럼 디코더(30)는 타이밍 제어부(50)의 수평 및 수직동기 신호에 응답하여 화소 어레이부(10)에 배열된 화소들을 로우 및 칼럼라인별로 선택한다.

아날로그 라인 버퍼부(40)는 로우 디코더(20)에 의해 선택된 화소로부터 화소값을 독출한 후 칼럼 디코더(30)에 응답하여 칼럼라인별로 화소값을 PGA(60)로 출력한다. 일반적으로 아날로그 라인 버퍼부(40)는 화소의 옵셋을 제거하는데 그 방법은 상호 연관된 이중 샘플링(Correlated Double Sampling; 이하, CDS라 함) 기법을 이용한다.

PGA(60)는 아날로그 라인 버퍼부(40)로부터 출력된 화소값, 즉 아날로그 신호를 증폭시켜 출력한다. 즉, PGA(60)는 아날로그 라인 버퍼부(40)로부터 출력된 아날로그 신호가 너무 작은 경우 이를 증폭하여 출력한다.

ADC(70)는 PGA(60)에 의해 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

비교부(80)는 ADC(70)로부터 출력되는 디지털 신호와 임계값(threshold)을 비교하여 현재 출력되는 화소의 불량 여부를 판단한다. 예컨대, 현재 출력되는 디지털 신호가 임계값보다 큰 경우 그 디지털 신호를 불량 화소로 판단하고, 보정부(90)를 통해 보정한다.

보정부(90)는 비교부(80)의 제어신호에 응답하여 ADC(70)로 출력되는 화소값과 저장부(92)에 저장된 화소값 중 어느 하나를 선택부(61)를 통해 선택하여 출력한다. 이때, 저장부(92)에 저장된 화소값은 도 2에 도시된 바와 같이 불량 화소(B1)와 이웃하는 화소(B0, B2)의 평균값이 된다. 즉, 불량 화소(B1)의 화소값은 이웃하는 화소(BO, B2)의 평균값으로 보정된다.

이러한 구성을 갖는 이미지 센서를 이용한 불량 화소 보정방법을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 3은 불량 화소 보정방법을 도시한 흐름도이고, 도 4는 단위 화소를 도시한 회로도이며, 도 5는 도 4의 동작 파 형도이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 아날로그 라인 버퍼(40)는 화소 어레이부(10)로부터 화소값을 독출한다(S10). 이때, 화소값을 독출하는 방법은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 셀렉트 트랜지스터(Sx)를 턴-온시킨 상태에서 리셋 트랜지스터(Rx)를 턴-온시켜 리셋전압 독출 구간(Trst) 동안 리셋전압을 독출하고, 리셋 트랜지스터(Rx)를 턴-오프시킨 후 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 턴-온시켜 신호전압 독출 구간(Tsig) 동안 신호전압을 독출한다. 그런 다음, 아날로그 라인 버퍼(40)는 리셋전압과 신호전압을 CDS 기법으로 화소의 옵셋을 제거한 후 칼럼 디코더(30)의 제어신호에 따라 칼럼라인별로 순차적으로 PGA(60)로 출력한다. PGA(60)는 아날로그 라인 버퍼(40)로부터 출력되는 화소값을 증폭시킨 후 ADC(70)로 출력한다. ADC(70)는 PGA(60)로부터 출력된 화소값을 디지털 신호로 변환하여 비교부(80)로 출력한다.

그런 다음, 불량 화소를 검출한다(S20). 그 방법은 다음과 같다. 비교부(80)는 ADC(70)로부터 출력된 화소값과 사용자에 의해 설정된 임계값을 비교하여 화소값이 불량 화소인지를 판단한다. 예컨대, 화소값이 임계값보다 큰 경우 불량 화소로 판단한다.

그런 다음, 불량 화소의 화소값을 보정한다(S30). 그 방법은 다음과 같다. 보정부(90)는 비교부(80)의 제어신호에 응답하여 미리 저장부(92)에 저장된 이웃하는 화소의 평균값을 불량 화소의 화소값 대신에 선택부(91)를 통해 선택하여 출력한다. 즉, 불량 화소의 화소값은 이웃하는 화소의 화소값의 평균값으로 보정되게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 종래기술에 따른 불량 화소 보정방법은 실제 화소값을 독출하여 불량 화소 여부를 판단한 후 불량 화소로 판단된 경우 이웃하게 배치(칼럼라인)된 화소의 평균값으로 대체하여 출력하는 방식이다. 이 방식은 불량 화소를 판단하는 임계값이 칼럼라인별 화소의 평균값으로 설정되기 때문에 경우에 따라서는 실제 화상을 표시하는 화소값임에도 불구하고, 불량 화소로 잘못 판단하여 이웃하는 화소의 평균값으로 대체하는 경우가 발생되어 정상 화질을 왜곡하는 문제를 초래한다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 정상 화질의 왜곡없이 안정적으로 불량 화소를 보정할 수 있는 이미지 센서 및 그 보정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 로우라인과 칼럼라인이 교차하는 지점에 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배치된 화소 어레이부와, 제1 독출 구간 동안 상기 화소의 광수광부를 리셋시켜 제1 화소값을 독출하고, 제2 독출 구간 동안 상기 광수광부에 의해 입사광이 광전 변환된 제2 화소값을 독출하는 아날로그 신호 처리부와, 상기 아날로그 신호처리부를 통해 출력된 상기 제1 및 제2 화소값을 각각 디지털 신호로 변환하여 디지털화된 제3 및 제4 화소값을 출력하는 아날로그-디지털 컨버터와, 상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 출력되는 상기 제3 화소값과 임계값을 비교하여 상기 제3 화소값이 불량 화소의 화소값인지를 판별하는 제1 비교부와, 상기 제1 비교부의 출력신호에 응답하여 상기 불량 화소의 좌표를 저장하는 제1 저장부와, 상기 불량 화소와 이웃하는 화소의 화소값을 평균하고, 그 평균값을 저장하는 제2 저장부와, 상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 출력되는 상기 제4 화소값에 해당하는 화소의 좌표와 상기 불량 화소의 좌표를 비교하는 제2 비교부와, 상기 제2 비교부의 출력신호에 응답하여 상기 아날로그-디지털 컨버터로 출력되는 상기 제4 화소값과 상기 제2 저장부에 저장된 상기 평균값 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 선택부를 포함하는 이미지 센서를 제공한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 로우라인과 칼럼라인이 교차하는 지점에 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배치된 화소 어레이부로부터 상기 화소의 광수광부를 리셋시켜 제1 화소값을 독출하는 단계와, 상기 제1 화소값과 임계값을 비교하여 상기 제1 화소값이 불량 화소의 화소값인지를 판별하는 단계와, 상기 불량 화소의 좌표를 저장하는 단계와, 상기 화소의 광수광부로부터 입사광이 광전 변환된 제2 화소값을 독출하는 단계와, 상기 제2 화소값에 해당하는 화소의 좌표와 상기 불량 화소의 좌표와 비교하는 단계와, 상기 제2 화소값에 해당하는 화소의 좌표와 상기 불량 화소의 좌표가 일치한 경우 상기 불량 화소와 이웃하는 화소의 평균값을 출력하고, 일치하지 않는 경우 상기 제2 화소값을 출력하는 단계를 포함하는 불량 화소 보정방법을 제공한다.

본 발명은 화소의 실제 화소값을 독출하기 전에 화소를 리셋(reset)시킨 상태에서 화소값을 독출하여 불량 화소를 검출한 후 불량 화소의 좌표를 미리 저장 매체에 저장시킨다. 그런 다음, 실제 화소값을 독출한 후 저장 매체에 저장된 좌표와 현재 독출된 실제 화소값의 좌표를 비교하여 최종 화소값의 보정 여부를 선택한다.

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 6은 본 발명의 실시예에 따른 불량 화소 보정 기능을 갖는 이미지 센서를 설명하기 위하여 도시한 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 화소 어레이부(110)와, 로우 디코더(120)와, 칼럼 디코더(130)와, 아날로그 라인 버퍼부(140)와, 타이밍 제어부(150)와, PGA(160)와, ADC(170)와, 비교부(180, 200), 저장부(190, 210)와, 선택부(220)를 포함한다.

화소 어레이부(110)는 로우 디코더(120)에 의해 선택되는 로우라인과 칼럼 디코더(130)에 의해 선택된 칼럼라인이 매트릭스 형태로 교차하는 지점에 각각 배열된 복수의 화소로 이루어진다.

여기서, 화소는 4-T 구조로 이루어지며, 도 4에 도시된 바와 같이 광수광부(PD), 광수광부(PD)에 축적된 전하를 플로팅 디퓨젼 영역(FD)으로 운송하는 제1 스위칭부(Tx), 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 전원전압(VDD)으로 리셋시키는 제2 스위칭부(Rx), 플로팅 디퓨젼 영역(FD)의 전위를 증폭시켜 출력하는 버퍼 증폭부(Dx), 버퍼 증폭부(Dx)를 통해 증폭된 신호를 칼럼라인으로 출력하는 제3 스위칭부(Sx)를 포함한다.

한편, 화소는 3-T 구조로도 구성될 수 있으며, 3-T 구조는 4-T 구조에서 플로팅 디퓨젼 영역과 제1 스위칭부(즉, 트랜스퍼 트랜지스터)를 제외한 모든 구성은 4-T 구조와 동일하다.

로우 디코더(120)와 칼럼 디코더(130)는 타이밍 제어부(150)의 수평 및 수직동기 신호에 응답하여 화소 어레이부(110)에 배열된 화소들을 로우 및 칼럼라인별로 선택한다.

아날로그 라인 버퍼부(140)는 로우 디코더(120)에 의해 선택된 화소로부터 화소값을 독출한 후 칼럼 디코더(130)에 응답하여 칼럼라인별로 화소값을 PGA(160)로 출력한다. 일반적으로 아날로그 라인 버퍼부(140)는 화소의 옵셋을 제거하는데 그 방법은 CDS 기법을 이용한다.

PGA(160)는 아날로그 라인 버퍼부(140)로부터 출력된 화소값, 즉 아날로그 신호를 증폭시켜 출력한다. 즉, PGA(160)는 아날로그 라인 버퍼부(140)로부터 출력 된 아날로그 신호가 너무 작은 경우 이를 증폭하여 출력한다.

ADC(170)는 PGA(160)에 의해 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

비교부(180)는 ADC(170)로부터 출력된 디지털 신호와 임계값을 비교하여 디지털 신호가 임계값보다 큰 경우 불량 화소로 판정한다. 여기서, 임계값은 사용자에 의해 설정되어 레지스터(register)와 같은 저장 매체에 저장되어 비교부(180)로 제공된다.

저장부(190)는 비교부(180)의 제어신호에 응답하여 불량 화소로 판정된 화소의 좌표, 즉 로우 어드레스(Add_row_def)와 칼럼 어드레스(Add_colm_def)를 저장한다. 이때, 저장부(190)는 메모리 버퍼 또는 레지스터일 수 있다.

비교부(200)는 블랙 화소값을 독출한 후 실제 화소값 독출 단계에서 저장부(190)에 저장된 불량 화소의 로우 어드레스(Add_row_def) 및 칼럼 어드레스(Add_colm_def)와, 현재 ADC(170)를 통해 출력되는 실제 화소값의 화소의 좌표, 즉 로우 어드레스(Add_row) 및 칼럼 어드레스(Add_colm)를 비교하여 현재 실제 화소값이 불량 화소값인지를 판단한다.

저장부(210)는 불량 화소와 이웃하는 화소의 평균값을 계산하여 미리 저장한다. 이때, 저장부(210)는 메모리 버퍼 또는 레지스터일 수 있다.

선택부(220)는 비교부(200)의 제어신호에 응답하여 현재 ADC(170)로부터 출력되는 화소값과 저장부(210)에 저장된 평균값 중 어느 하나를 최종 화소값으로 선택하여 출력한다. 비교부(200)를 통해 현재 출력되는 실제 화소값이 불량 화소값으 로 판명된 경우 저장부(210)에 저장된 평균값을 최종 화소값으로 선택하여 출력한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서를 이용한 불량 화소 보정방법을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 7은 불량 화소 보정방법을 도시한 흐름도이고, 도 8은 도 4에 도시된 단위 화소의 동작 파형도이다.

먼저, 도 7 및 도 8을 참조하면, 실제 화소값을 독출하기 전에 화소 어레이부(110)로부터 블랙(black) 화소값을 독출한다(S110). 상기에서 전술하고, 하기에서 후술할 블랙 화소값은 실제 화소값과 비교 설명하기 위하여 임으로 정의한 것으로 그 의미는 도 4에 도시된 포토 다이오드(PD)와 플로팅 디퓨젼 영역(FD)을 전원전압(VDD)으로 리셋시킨 상태에서 검출된 화소값을 의미하며, 정상 동작에서 블랙 화소값은 '0'이 되어야 한다.

이때, 블랙 화소값을 독출하는 방법은 다음과 같다. 도 8에 도시된 바와 같이, 셀렉트 트랜지스터(Sx)를 턴-온시킨 상태에서 리셋 트랜지스터(Rx)와 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 턴-온시켜 블랙 화소값 독출 구간(Tdet) 동안 블랙 화소값을 독출한다. 독출된 블랙 화소값은 아날로그 라인버퍼(140)를 통해 자체 옵셋이 제거된 후 칼럼 디코더(130)의 제어신호에 응답하여 순차적으로 PGA(160)로 출력된다. ADC(170)는 PGA(160)로부터 출력된 블랙 아날로그 화소값을 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

그런 다음, 디지털화된 블랙 화소값은 비교부(180)를 통해 임계값과 비교되 고, 그 비교과정에서 불량 화소가 검출된다(S120). 예컨대, 블랙 화소값이 임계값보다 큰 경우 불량 화소로 판정한다.

그런 다음, 저장부(190)는 비교부(180)에 의해 현재 블랙 화소값이 불량 화소값으로 판정된 경우 그 불량 화소의 로우 어드레스와 칼럼 어드레스를 입력받아 저장한다(S130).

상기한 블랙 화소값 독출 및 불량 화소 검출과정은 전체 프레임에 대하여 실시하며, 프레임 내에 존재하는 모든 불량 화소의 로우 어드레스와 칼럼 어드레스를 순차적으로 저장부(190)에 저장한다.

그런 다음, 실제 화소값을 독출한다(S140). 실제 화소값 독출방법은 다음과 같다. 먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 리셋전압 독출 구간(Trst) 동안 리셋전압을 독출하고, 리셋 트랜지스터(Rx)를 턴-오프시킨 후 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 턴-온시켜 신호전압 독출 구간(Tsig) 동안 신호전압을 독출한다. 아날로그 라인 버퍼(140)는 리셋전압과 신호전압을 CDS 기법으로 화소의 옵셋을 제거한 후 칼럼 디코더(130)의 제어신호에 따라 칼럼라인별로 순차적으로 PGA(160)로 출력한다. PGA(160)는 아날로그 라인 버퍼(140)로부터 출력되는 실제 화소값을 증폭시킨 후 ADC(170)로 출력한다. ADC(170)는 PGA(160)로부터 출력된 화소값을 디지털 신호로 변환한다.

그런 다음, 좌표를 비교한다(S150). 그 방법은 다음과 같다. 비교부(200)는 현재 ADC(170)를 통해 출력되는 실제 화소값의 좌표와 저장부(190)에 저장된 불량 화소의 좌표를 비교한다. 예컨대, 실제 화소값의 좌표와 저장부(190)에 저장된 불 량 화소의 좌표가 일치할 경우 현재 ADC(170)를 통해 출력되는 실제 화소값을 불량 화소로 판정한다.

그런 다음, 선택부(220)는 비교부(200)의 제어신호에 응답하여 현재 ADC(170)를 통해 출력되는 실제 화소값과 저장부(210)에 저장된 평균값 중 어느 하나를 선택하여 출력한다(S160, S170). 예컨대, 현재 출력되는 실제 화소값이 불량 화소로 판정된 경우 저장부(210)에 저장된 평균값을 선택하여 출력하고, 실제 화소값이 불량 화소가 아닌 걸로 판정된 경우 현재 출력되는 실제 화소값을 선택하여 출력한다.

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, 화소의 실제 화소값을 독출하기 전에 화소를 리셋시킨 상태에서 화소값을 독출하여 불량 화소를 검출한 후 불량 화소의 좌표를 미리 저장 매체에 저장시킨 다음 실제 화소값을 독출하여 저장 매체에 저장된 좌표와 현재 독출된 실제 화소값의 좌표를 비교하여 불량 화소를 보정함으로써 불량 화소를 안정적으로 보정할 수 있다. 이를 통해, 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims

로우라인과 칼럼라인이 교차하는 지점에 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배치된 화소 어레이부;

제1 독출 구간 동안 상기 화소의 광수광부를 리셋시켜 제1 화소값을 독출하고, 제2 독출 구간 동안 상기 광수광부에 의해 입사광이 광전 변환된 제2 화소값을 독출하는 아날로그 신호 처리부;

상기 아날로그 신호처리부를 통해 출력된 상기 제1 및 제2 화소값을 각각 디지털 신호로 변환하여 디지털화된 제3 및 제4 화소값을 출력하는 아날로그-디지털 컨버터;

상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 출력되는 상기 제3 화소값과 임계값을 비교하여 상기 제3 화소값이 불량 화소의 화소값인지를 판별하는 제1 비교부;

상기 제1 비교부의 출력신호에 응답하여 상기 불량 화소의 좌표를 저장하는 제1 저장부;

상기 불량 화소와 이웃하는 화소의 화소값을 평균하고, 그 평균값을 저장하는 제2 저장부;

상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 출력되는 상기 제4 화소값에 해당하는 화소의 좌표와 상기 불량 화소의 좌표를 비교하는 제2 비교부; 및

상기 제2 비교부의 출력신호에 응답하여 상기 아날로그-디지털 컨버터로 출력되는 상기 제4 화소값과 상기 제2 저장부에 저장된 상기 평균값 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 선택부

를 포함하는 이미지 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 비교부는 상기 제3 화소값이 상기 임계값보다 큰 경우 상기 제3 화소값에 해당하는 화소를 불량 화소로 판단하는 이미지 센서.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 저장부는 상기 제1 비교부의 비교 결과 상기 제3 화소값에 해당하는 화소가 불량 화소로 판명된 경우 상기 제3 화소값에 해당하는 화소의 좌표를 저장하는 이미지 센서.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 제2 비교부는 상기 제4 화소값에 해당하는 화소의 좌표와 상기 제1 저장부에 저장된 불량 화소의 좌표를 비교하여 상기 제4 화소값에 해당하는 화소가 불량 화소인지를 판단하는 이미지 센서.
제 4 항에 있어서,

상기 선택부는 상기 제2 비교부의 비교 결과 상기 제4 화소값에 해당하는 화소가 불량 화소로 판단된 경우 상기 제2 저장부에 저장된 상기 평균값을 출력하는 이미지 센서.
제 5 항에 있어서,

상기 화소는,

상기 광수광부;

상기 광수광부에 축적된 전하를 플로팅 디퓨젼 영역으로 운송하는 제1 스위칭부;

상기 플로팅 디퓨젼 영역을 전원전압으로 리셋시키는 제2 스위칭부;

상기 플로팅 디퓨젼 영역의 전위를 증폭시켜 출력하는 버퍼 증폭부;

상기 버퍼 증폭부를 통해 증폭된 신호를 상기 칼럼라인으로 출력하는 제3 스위칭부

를 포함하는 이미지 센서.
제 6 항에 있어서,

상기 제1 독출 구간 동안, 상기 제1 및 제2 스위칭부는 온(on) 상태를 유지하는 이미지 센서.
제 7 항에 있어서,

상기 제1 독출 구간 동안, 상기 제1 및 제2 스위칭부에 의해 상기 광수광부와 상기 플로팅 디퓨젼 영역은 전원전압으로 리셋되고, 리셋된 전압은 상기 버퍼 증폭부를 통해 증폭된 후 상기 제3 스위칭부를 통해 상기 칼럼라인으로 출력되는 이미지 센서.
제 8 항에 있어서,

상기 제2 독출 구간 동안, 상기 제2 스위칭부는 일정 시간 동안 온 상태로 유지된 후 오프(off) 상태로 천이되고, 상기 제1 스위칭부는 상기 제2 스위칭부가 온 상태에서 오프 상태로 천이된 후 일정 시간 동안 온-상태로 유지되는 이미지 센서.
제 9 항에 있어서,

상기 제2 독출 구간 동안, 상기 제2 스위칭부에 의해 상기 플로팅 디퓨젼 영 역은 전원전압으로 리셋된 후 상기 제1 스위칭부에 의해 상기 광수광부로부터 운송된 전하가 축적되고, 상기 플로팅 디퓨젼 영역에 축적된 전하는 상기 버퍼 증폭부에 의해 증폭된 후 상기 제3 스위칭부를 통해 상기 칼럼라인으로 출력되는 이미지 센서.
제 10 항에 있어서,

상기 아날로그 신호 처리부는,

상기 제1 및 제2 화소값을 독출하여 상기 제1 및 제2 화소값에 각각 포함된 옵셋을 제거하는 아날로그 버퍼 라인; 및

상기 아날로그 버퍼라인로부터 출력된 신호를 증폭하는 프로그램어블 이득 증폭기

를 포함하는 이미지 센서.
로우라인과 칼럼라인이 교차하는 지점에 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배치된 화소 어레이부로부터 상기 화소의 광수광부를 리셋시켜 제1 화소값을 독출하는 단계;

상기 제1 화소값과 임계값을 비교하여 상기 제1 화소값이 불량 화소의 화소값인지를 판별하는 단계;

상기 불량 화소의 좌표를 저장하는 단계;

상기 화소의 광수광부로부터 입사광이 광전 변환된 제2 화소값을 독출하는 단계;

상기 제2 화소값에 해당하는 화소의 좌표와 상기 불량 화소의 좌표와 비교하는 단계; 및

상기 제2 화소값에 해당하는 화소의 좌표와 상기 불량 화소의 좌표가 일치한 경우 상기 불량 화소와 이웃하는 화소의 평균값을 출력하고, 일치하지 않는 경우 상기 제2 화소값을 출력하는 단계

를 포함하는 불량 화소 보정방법.
제 12 항에 있어서,

상기 불량 화소를 판별하는 단계는 상기 제1 화소값이 상기 임계값보다 큰 경우 불량 화소로 판단하는 불량 화소 보정방법.
제 13 항에 있어서,

상기 화소는,

상기 광수광부;

상기 광수광부에 축적된 전하를 플로팅 디퓨젼 영역으로 운송하는 제1 스위 칭부;

상기 플로팅 디퓨젼 영역을 전원전압으로 리셋시키는 제2 스위칭부;

상기 플로팅 디퓨젼 영역의 전위를 증폭시켜 출력하는 버퍼 증폭부;

상기 버퍼 증폭부를 통해 증폭된 신호를 상기 칼럼라인으로 출력하는 제3 스위칭부

를 포함하는 불량 화소 보정방법.
제 14 항에 있어서,

상기 제1 화소값을 독출하는 단계는 상기 제1 및 제2 스위칭부를 온시켜 상기 제1 화소값을 독출하는 불량 화소 보정방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제1 화소값을 독출하는 단계는 상기 제1 및 제2 스위칭부에 의해 상기 광수광부와 상기 플로팅 디퓨젼 영역을 전원전압으로 리셋시켜 상기 제1 화소값을 독출하는 불량 화소 보정방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제2 화소값을 독출하는 단계는 상기 제2 스위칭부를 일정 시간 동안 온 상태로 유지시킨 후 오프 상태로 천이시키고, 상기 제1 스위칭부를 상기 제2 스위칭부가 온 상태에서 오프 상태로 천이된 후 일정 시간 동안 온-상태로 유지시켜 상기 제2 화소값을 독출하는 불량 화소 보정방법.
제 17 항에 있어서,

상기 제2 화소값을 독출하는 단계는 상기 제2 스위칭부를 온시켜 상기 플로팅 디퓨젼 영역을 전원전압으로 리셋시킨 후 상기 제1 스위칭부를 온시켜 상기 광수광부로부터 전하를 상기 플로팅 디퓨젼 영역으로 운송시켜 상기 제2 화소값을 독출하는 불량 화소 보정방법.