KR20080007851A - 컬러 보정 블럭을 구비하는 ｃｍｏｓ 이미지 센서 및 그이미지 센싱 방법 - Google Patents

컬러 보정 블럭을 구비하는 ｃｍｏｓ 이미지 센서 및 그이미지 센싱 방법 Download PDF

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Abstract

컬러 보정 블럭을 구비하는 CMOS이미지 센서 및 그 이미지 센싱 방법이 개시된다. 상기 CMOS이미지 센서는 로우 디코더, 픽셀 어레이, CDS 블럭, 아날로그 디지털 변환기, 및 컬럭 보정 블럭을 구비하며, 상기 컬럭 보정 블럭은 상기 아날로그 디지털 변환기에서 출력된 이미지 데이터, 컬러 보정 파라미터들, 및 줌 배율의 정보를 가지는 신호에 기초하여 CMOS이미지 센서의 출력 이미지의 Gr과 Gb차이를 보정하여 이미지의 쉐이딩 현상 및 색조 불량을 개선할 수 있다.
이미지 센서, 컬러 보정

Description

컬러 보정 블럭을 구비하는 ＣＭＯＳ 이미지 센서 및 그 이미지 센싱 방법{CMOS image sensor having color correction block and method there-of}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 보정 블럭을 구비하는 이미지 센서를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 보정 블럭의 기능 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미리 설정된 이미지의 보정 파라미터들을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 3에 도시된 보정 파라미터들에 기초하여 분할된 이미지의 보정 파라미터를 계산하는 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이중 선형 보간법으로 분할된 이미지의 보정 파라미터를 찾는 그래프를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7a는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 출력 영상을 나타내는 화면이다.
도 7b는 도 1에 도시된 이미지 센서의 출력 영상을 나타내는 화면이다.
도 8a는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 Gr과 Gb의 차이에 따른 분포를 나 타내는 화면이다.
도 8b는 도 1에 도시된 이미지 센서의 Gr과 Gb의 차이에 따른 분포를 나타내는 화면이다.
본 발명은 CMOS 이미지 센서 및 그 이미지 센싱 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 컬러 보정 블럭을 구비하는 CMOS 이미지 센서 및 그 이미지 센싱 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device)형 이미지 센서와 CMOS형 이미지 센서(CMOS Image Sensor; CIS)가 있다.
CIS는 CCD에 비해 일반적인 CMOS 공정을 이용할 수 있어서 경제적이며, 아날로그/ 디지털 신호 처리 회로를 함께 집적할 수 있어서 집적화에 유리하다.
또한, 상기 CIS는 저전력 저전압 설계가 가능하여 전력 소비가 적은 이동전화기(mobile), 디지털 카메라 등의 휴대용 기기에서 많이 사용된다.
상기 CIS는 2차원 매트릭스 형태로 배치된 다수의 픽셀들을 구비하고, 각각의 픽셀은 빛 에너지로부터 이미지 신호를 출력한다.
상기 CIS 위에는 컬러 필터 어레이(color filter array; CFA)가 설치되어 있어서, 상기 픽셀들은 상기 CFA를 통과한 컬러신호들의 강도를 감지할 수 있다.
일반적으로 CFA는 각 픽셀에서 하나의 색깔을 감지하기 위한 컬러 필터의 정 규 패턴의 구조로 이루어진다. 예컨대, 상기 픽셀에서 출력되는 비디오 데이터는, 적색(Red; R), 녹색(Green; G) 및 청색(Blue; B) 중에서 어느 하나의 컬러 신호에 대한 정보만을 나타내는 데이터이다.
특히 상기 CFA의 G는 Gr과 Gb로 구분된다. 상기 Gr은 상기 CFA내에서 R을 출력하는 픽셀 양측 사이에 위치하며 G를 출력하는 픽셀의 출력신호이다.
상기 Gb는 상기 CFA내에서 B를 출력하는 픽셀 양측 사이에 위치하며 G를 출력하는 픽셀의 출력신호이다. 상기 Gr과 상기 Gb의 차이는 "0"이 이상적이며, 상기 Gr과 상기 Gb의 차이가 "0"이 아닌 경우, 이미지 센서의 출력 화면에는 상기 Gr과 상기 Gb의 차이만큼 노이즈(noise)가 발생 될 수 있다.
통상적으로 사용되는 픽셀의 구조는 4개의 트랜지스터와 포토 다이오드(photodiode)를 사용한 구조(예컨대, 4Tr구조)이다.
포토 다이오드는 빛 에너지를 흡수하여 광량에 해당하는 전하를 축적하고, 전하 전송부는 포토 다이오드에 축적된 전하를 플로팅 디퓨젼 노드(floating diffusion node)로 전송한다.
증폭부는 소정의 전압원과 접속되어 소스 팔로워 버퍼 증폭기 역할을 하며, 플로팅 디퓨젼 노드의 전위에 응답하여 변하는 전압을 수직 신호 라인으로 출력한다.
상기 CMOS 이미지 센서의 픽셀 사이즈는 출력 이미지의 고화소화 요구에 따라 점점 더 작아지고 있다.
따라서 최근 CMOS 이미지 센서의 픽셀들은 전송부, 포토 다이오드, 또는/ 및 플로팅 디퓨젼노드등을 공유한다. 결국 CMOS 이미지 센서의 픽셀 사이즈는 줄이고, 높은 화소의 출력 이미지를 출력할 수 있다.
그러나 상기 CMOS 이미지 센서의 공유 기술은 공유 픽셀간 포토 다이오드의 불규칙한 배치 및 레이아웃 구조 등으로 인하여 같은 입사 각도의 빛에서도 다른 출력 이미지가 나타날 수 있다.
따라서, CIS의 출력 이미지의 색조 불량 및 Gr과 Gb의 차이 불량을 야기할 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 CIS의 출력 이미지의 Gr과 Gb차이를 보정하여 이미지의 쉐이딩 현상 및 색조 불량을 개선할 수 있는 컬러 보정 블럭을 구비하는 CMOS 이미지 센서 및 그 이미지 센싱 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적인 과제는 카메라 렌즈의 줌 배율을 실시간으로 수신하고 상기 줌 배율에 따른 CIS의 출력 이미지의 Gr과 Gb차이를 보정하여 이미지의 쉐이딩 현상 및 색조 불량을 개선할 수 있는 컬러 보정 블럭을 구비하는 CMOS 이미지 센서 및 그 이미지 센싱 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 이미지 센서는 로우 어드레스를 수신하여 선택신호들을 발생하는 로우 디코더; 다수의 픽셀들을 구비하며, 각 픽셀에서 발생되는 리셋 신호와 감지 신호를 출력하는 픽셀 어레이; 상기 리셋 신호과 상기 감지 신호를 수신하여 상호 연관된 이중 샘플링을 수행하고 상호 연관된 샘플링 신호들 을 출력하는 CDS 블럭; 상기 CDS 블럭에서 출력된 신호들을 디지털 영상 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환기; 및 상기 디지털 영상 신호와 컬러 보정 파라미터들을 수신하여 보정된 디지털 영상 신호를 출력하는 컬럭 보정 블럭을 구비한다.
상기 컬럭 보정 블럭은 상기 디지털 영상 신호와 상기 외부에서 발생 된 컬러 보정 파라미터를 수신하여 컬러 보정치를 계산하는 컬러 보정치 계산블럭; 및 상기 디지털 영상 신호와 상기 컬러 보정치에 기초하여 보정된 이미지 데이터를 출력하는 컬러 보정치 보상 블럭을 구비할 수 있다.
상기 컬러 보정치는 이중 선형 보간법(bilinear interpolation)에 기초하여 계산될 수 있다.
상기 컬럭 보정 블럭은 줌 배율의 정보를 가지는 신호를 더 수신하고, 상기 줌 배율의 정보에 기초하여 상기 보정 파라미터들을 최적화하고, 최적화된 보정 파라미터들에 기초하여 컬러 보정치를 계산할 수 있다.
상기 보정 파라미터 및 컬러 보정치 각각은 Gr과 Gb의 차이 값인 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 컬러 보정 방법은 픽셀 어레이로부터 발생 된 디지털 영상 신호를 수신하는 단계; 상기 디지털 영상 신호에 기초하여 생성된 이미지를 N(N은 자연수)개로 분할하는 단계; 상기 분할된 이미지 각각의 모서리의 보정 파라미터들을 수신하는 단계; 상기 보정 파라미터들에 기초하여 상기 분할된 이미지의 컬러 보정치를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 컬러 보정치에 기초하 여 보정된 이미지를 출력하는 단계를 구비한다.
상기 컬러 보정치는 이중선형 보간법에 기초한 보정치일 수 있다.
상기 컬러 보정 방법은 줌 배율의 정보를 가지는 신호를 수신하는 단계를 더 구비하고, 상기 분할된 이미지의 컬러 보정치를 산출하는 단계는 상기 줌 배율의 정보를 가지는 신호에 기초하여 상기 보정 파라미터들을 최적화하는 단계; 및 상기 최적화된 보정 파라미터들에 기초하여 분할된 이미지의 컬러 보정치를 계산하는 단계를 구비할 수 있다.
상기 보정 파라미터들 및 컬러 보정치 각각은 Gr과 Gb의 차이 값인 것이 바람직하다.
상기 보정된 이미지를 출력하는 단계는 상기 분할된 이미지의 컬러 보정치에 기초하여 상기 Gr, 또는 Gb를 상기 Gr과 Gb의 차이만큼 보상하는 단계를 구비할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시 예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 실시 예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 보정 블럭을 구비하는 이미지 센서를 나타내고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 보정 블럭의 기능 블럭도를 나타 낸다.
도 1과 도 2를 참조하면, 이미지 센서(10)는 로우 디코더(20), 픽셀 어레이(30), CDS 블럭(40), 아날로그 디지털 변환기(50), 및 컬럭 보정 블럭(60)을 구비한다.
상기 로우 디코더(20)는 컨트롤러(미도시)로부터 수신된 로우 어드레스에 기초하여, 상기 픽셀 어레이(20)의 픽셀을 선택하는 선택신호들을 발생한다.
상기 픽셀 어레이(30)는 2차원 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀들(미도시)을 구비하며, 상기 다수의 픽셀들 각각은 상기 다수의 선택 신호들에 기초하여 리셋 신호와 감지 신호를 출력한다.
상기 CDS 블럭(40)은 상기 감지 신호들과 상기 리셋 신호들을 수신하여 상호 연관된 이중 샘플링을 수행하고 상호 연관된 샘플링 신호들을 출력한다.
상기 아날로그 디지털 변환기(50; ADC)는 상기 CDS 블럭에서 출력된 신호들을 디지털 영상 신호들(D1, D2,..., Dn)로 변환하여 출력한다.
상기 컬럭 보정 블럭(60)은 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,..., Dn)과 컬러 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)을 수신하여 보정된 이미지 데이터들(Vo1, Vo2,..., Von)을 출력한다.
상기 컬럭 보정 블럭(60)은 컬러 보정치 계산 블럭(62), 및 컬러 보정치 보상 블럭(64)을 구비한다.
상기 컬러 보정치 계산 블럭(62)은 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn) 과 상기 컬러 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)을 수신하여 컬러 보정치들(C1, C2,..., Cn)을 출력한다.
상기 보정 파라미터들(P1 내지 Pn) 및 컬러 보정치들(C1, C2,..., Cn) 각각은 Gr과 Gb의 차이값이다.
상기 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)은 이미지 센서의 출력 이미지에 기초하여 미리 설정된 Gr과 Gb의 차이값들이고, 상기 컬러 보정치들(C1, C2,..., Cn)은 상기 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)에 기초하여 이중 선형 보간법(bilinear interpolation)으로 계산한 결과이다.
상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 줌 배율의 정보를 가지는 신호(Zin)를 더 수신하고 상기 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)에 기초하여 상기 컬러 보정치(C1, C2,..., Cn)를 계산할 수 있다.
상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)과 상기 컬러 보정치들(C1, C2,..., Cn)에 기초하여 보정된 이미지 데이터들(Vo1, Vo2,..., Von)을 출력한다.
예컨대, 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 Gr과 Gb의 차이를 감지하고, 부족한 Gr/ 또는 Gb 신호를 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)에 더하여 보정된 이미지 데이터(Vo1, Vo2,..., Von)를 출력한다.
또는, 상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 Gr과 Gb의 차이를 감지하고, 대응되는 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)에 소정의 게인을 곱하여 보정된 이미지 데이터(Vo1, Vo2,..., Von)를 출력할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미리 설정된 분할된 이미지의 보정 파라미터들을 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 보정 파라미터들에 기초하여 분할된 이미지의 보정 파라미터를 계산하는 화면을 나타낸다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 보정 파라미터인 Gr과 Gb의 차이값들(P1 내지 Pn)을 수신한다. 상기 Gr과 Gb의 차이값들(P1 내지 Pn)은 상기 이미지 센서(10)에서 발생된 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)에 기초하여 발생된 이미지를 N(N은 자연수, 여기서는 4)개로 분할하고 상기 분할된 이미지(210, 220, 230, 240)의 각 모서리의 Gr과 Gb의 차이값들이다.
상기 Gr과 Gb의 차이값들(P1 내지 Pn)은 외부의 프로세서(미도시) 등을 통하여 입력될 수 있고, 또는 이미지 센서를 구비하는 이미지 시스템의 이미지 신호 처리기(Image Singnal Processor; 미도시)를 통하여 입력될 수도 있다.
예컨대, 상기 Gr과 Gb의 차이값들(P1 내지 Pn)은 다음과 같은 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.
Figure 112006051007979-PAT00001
여기서, i=1~n이고, n은 본 실시예에서는 9이나 이에 한정되지 않는다. G는 소정의 기준값을 가지는 컬러신호(녹색; G)이다.
만약, 상기 수식의 계산결과(Pi)가 "0"이 아닌 양수가 나오는 경우, 상기 Gr이 더 크므로 상기 Gb를 보상해 주어야한다.
상기 수식의 계산결과(Pi)가 "0"이 아닌 음수가 나오는 경우, 상기 Gb가 더 크므로 상기 Gr을 보상해 주어야한다.
도 3은 이미지 센서(10)에서 발생된 이미지가 4개(210, 220, 230, 및 240)로 분할되고, 상기 이미지들(210, 220, 230, 및 240) 각각의 모서리의 Gr과 Gb의 차이값들(P1 내지 Pn)을 나타낸다.
상기 분할된 이미지(220)의 임의의 지점(C)의 Gr과 Gb의 차이값(즉, 컬러보정치)은 다음과 같은 수학식 2의 이중 선형 보간법으로 구할 수 있다.
또는, 상기 Gr과 Gb의 차이값은 상기 이중 선형 보간법 외에도 다른 방법(예컨대, 가장 인접한 이웃 화소 보간법 (Nearest neighbor replication), 양선형 보간법 (Bilinear interpolation), 중간값 보간법 (Median interpolation), 경계값 보존 보간법 (Edge sensing interpolation) 등)으로도 구할 수 있다.
Figure 112006051007979-PAT00002
여기서, a와 b는 분할된 이미지의 보정 파라미터값이고, xa와 xb는 각각 상기 a와 b에 대응되는 x축(또는 y축)의 좌표값이다. x는 보간법을 통해 구하고자 하는 임의의 지점의 x축(또는 y축) 좌표이다. 이때, a, b에 대응되는 y축 좌표값(또는 x축 좌표값)은 동일하다고 가정한다.
도 4의 t1은 상기 P2와 상기 P5에 기초하여 상기 이중 선형 보간법으로 계산하면, t1=IntX(P2,P5,xc)가 된다.
t2는 상기 P3와 상기 P6에 기초하여 상기 이중 선형 보간법으로 계산하여, t2=IntX(P3,P6,xc)가 된다.
C는 상기 t1과 상기 t2에 기초하여 상기 이중 선형 보간법으로 계산하여, C=IntY(t1,t2,yc)가 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이중 선형 보간법으로 분할된 이미지의 보정 파라미터를 찾는 그래프를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 분할된 이미지(220)의 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)은 각각 상기 P2가 6, 상기 P3가 3,상기 P5가 3, 및 상기 P6가 0이라고 가정한다.
t1은 상기 P2(,6)와 상기 P5(,3)에 기초하여 상기 이중 선형 보간법으로 계산하면, t1=IntX(6,3,xc), 즉, t1=5가 된다.
t2은 상기 P3(,3)와 상기 P6(,0)에 기초하여 상기 이중 선형 보간법으로 계산하면, t2=IntX(6,3,xb), 즉, t2=2가 된다.
C는 상기 t1(;5)과 상기 t2(;2)에 기초하여 상기 이중 선형 보간법으로 계산하면, C=IntY(5,2,yb), 즉, C=3이 된다.
따라서, 컬러 보정치 보상 블럭(도 2의 64)은 상기 C의 결과에 따라 Gr 또는 Gb를 보상하여 보정된 이미지 데이터들(Vo1, Vo2,..., Von)을 출력한다.
예컨대, 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 컬러 보정치인 상기 C가 3(%), 즉, 상기 수학식 1에 의해 Gr이 Gb보다 3(%) 큰 것을 감지하고, 부족한 Gb 신호를 대응되는 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)에 더하여 보정된 이미지 데이터(Vo1, Vo2,..., Von)를 출력한다.
또는, 상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 Gr과 Gb의 차이를 감지하고, 대응되는 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)에 소정의 게인을 곱하여 보정된 이미지 데이터(Vo1, Vo2,..., Von)를 출력할 수도 있다.
즉, Gr과 Gb의 차이는 "0"에 가까워지고 그 결과 이미지센서(도 1의 10)의 출력 이미지(Vo1, Vo2,..., Von)의 노이즈는 제거된다.
또한, 상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 Gr과 Gb의 차이에 기초하여 소정의 게인을 다른 색 신호들(예컨대, R과 B)에 곱하여, 색 신호들 각각의 차이를 보정 할 수도 있다.
상기 컬러 보정 블럭(62)은 줌 배율에 대한 정보를 가지는 신호(Zin)를 수신하여 상기 줌 배율에 따라 미리 설정된 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)을 변화시킬 수 있다.
예컨대, 상기 컬러 보정 블럭(62)은 각각 줌 배율이 "1"인 경우의 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)과 상기 줌 배율이 "3"인 경우의 보정 파라미터들(P1＇내지 Pn＇)을 저장한다.
그리고, 상기 줌 배율이 실시간으로 변화하는 경우, 상기 저장된 보정 파라미터들(P1 내지 Pn 및 P1'내지 Pn')에 기초하여 변화된 줌 배율에 따른 보정 파라미터들(P1" 내지 Pn")을 산출할 수 있다.
상기 컬러 보정치 계산 블럭(62)은 변화된 줌 배율이 "2.5"인 경우, 줌배율이 "3"인 경우의 보정 파라미터들(P1＇내지 Pn＇)에서 줌배율이 "1"인 경우의 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)을 뺀 후, 상기 연산 결과에 1.5배를 곱한 파라미터 값을 최적화된 파라미터(P1" 내지 Pn")로 선택한다.
상기 컬러 보정치 계산 블럭(62)은 상기 최적화된 보정 파라미터(P1＇내지 Pn＇)에 기초하여 이중 선형 보간법으로 분할된 이미지의 컬러 보정치를 계산한다.
상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 분할된 이미지의 컬러 보정치에 기초하여 이미지 데이터의 컬러를 보상한다.
따라서, 상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 광학 렌즈의 줌 배율이 변하여도 실시간으로 상기 줌 배율을 감지하여 보정된 이미지 데이터(도 1의 Vo1, Vo2,..., Von)를 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱 방법을 나타내는 흐름도이다. 도1과 도 6을 참조하면, 상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 상기 아날로그 디지털 변환기(70)에서 출력된 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)을 수신한다(S10).
상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)에 기초하여 생성된 이미지를 N개로 분할하고(S20), 분할된 이미지 각각의 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)을 수신한다(S30).
상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 줌 배율에 대한 정보를 가지는 신호를 수신하고 상기 줌 배율이 "1"인 경우(예컨대, 광학 렌즈가 줌인 / 줌 아웃 되지 않은 경우)와 상기 줌 배율이 "1"이 아닌 경우(예컨대, 광학 렌즈가 줌인 / 줌 아웃 된 경우)를 판단한다(S40).
상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 줌 배율에 대한 정보를 가지는 신호를 수 신하고 상기 줌 배율이 "1"인 경우(예컨대, 광학 렌즈가 줌인 / 줌 아웃 되지 않은 경우), 상기 보정 파라미터들(P1 내지 Pn)에 기초하여 분할된 이미지의 컬러 보정치를 이중 선형 보간법으로 계산한다(S50).
또는, 상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 줌 배율에 대한 정보를 가지는 신호를 수신하고 상기 줌 배율이 "1"이 아닌 경우(예컨대, 광학 렌즈가 줌인 / 줌 아웃 된 경우), 상기 줌 배율에 기초하여 보정 파라미터를 최적화한다(S52).
그리고 상기 컬러 보정치 계산블럭(62)은 상기 줌 배율에 기초하여 최적화된 보정 파라미터에 기초하여 분할된 이미지의 컬러 보정치를 계산한다(S54).
상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 분할된 이미지의 컬러 보정치에 기초하여 이미지 데이터의 컬러를 보상한다(S60).
예컨대, 상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 컬러 보정치 계산블럭(62)에 의한 컬러 보정치인 상기 C가 5(%)일때, 즉, 상기 수학식 1에 의해 Gr이 Gb보다 5(%) 큰 것을 감지하고, 부족한 Gb 신호를 대응되는 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)에 더하여 보정된 이미지 데이터(Vo1, Vo2,..., Von)를 출력한다.
또는, 상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 Gr과 Gb의 차이를 감지하고, 대응되는 상기 디지털 영상 신호들(D1, D2,...,Dn)에 소정의 게인을 곱하여 보정된 이미지 데이터(Vo1, Vo2,..., Von)를 출력할 수도 있다.
즉 Gr과 Gb의 차이는 "0"에 가까워지고 그 결과 이미지센서(도 1의 10)의 출 력 이미지(Vo1, Vo2,..., Von)의 노이즈는 제거된다.
또한, 상기 컬러 보정치 보상 블럭(64)은 상기 Gr과 Gb의 차이에 기초하여 소정의 게인을 다른 색 신호들(예컨대, R과 B)에 곱하여, 색 신호들 각각의 차이를 보정 할 수도 있다.
따라서, 상기 이미지 센서(도 1의 10)는 이미지 신호 프로세서(ISP)가 포함 안 된 경우에도 컬러 보정된 데이터(Vo1, Vo2,..., Von)를 출력할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 각각 종래 기술에 따른 이미지 센서의 출력 영상과 도 1에 도시된 이미지 센서의 출력 영상을 나타내는 화면이다.
도 7a는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 출력 영상을 나타내는 화면으로서, 컬러 쉐이딩 현상으로 인해 색조 불량(Reddish과 Bluish부분)이 발생 되었음을 알 수 있다.
도 7b는 도 1에 도시된 이미지 센서의 출력 영상을 나타내는 화면으로서, 도 1의 컬러 보정 블럭의 컬러 보정으로 인해 색조 불량이 없는 영상이 출력됨을 알 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 각각 종래 기술에 따른 이미지 센서의 Gr과 Gb의 차이에 따른 분포를 나타내는 화면과 도 1에 도시된 이미지 센서의 Gr과 Gb의 차이에 따른 분포를 나타내는 화면이다.
도 8a는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 Gr과 Gb의 차이에 따른 분포를 나타내는 화면으로서, Gr과 Gb의 차이는 8%에서 -6%까지 분포돼있어 상기 Gr과 Gb의 차이가 큼을 나타낸다.
도 8b는 도 1에 도시된 이미지 센서의 Gr과 Gb의 차이에 따른 분포를 나타내는 화면으로서, Gr과 Gb의 차이가 2%에서 -2%까지 분포돼있어, 상기 Gr과 Gb의 차이가 도 8a에 비해 작음을 알 수 있다.
따라서, Gr과 Gb의 차이는 감소되므로 이미지 센서의 출력 이미지의 노이즈는 제거된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 컬러 보정 블럭을 구비하는 CMOS이미지 센서 및 그 이미지 센싱 방법은 CIS의 출력 이미지의 Gr과 Gb차이를 이중 선형 보간법으로 보정하여 이미지의 쉐이딩 현상 및 색조 불량을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 컬러 보정 블럭을 구비하는 CMOS이미지 센서 및 그 이미지 센싱 방법은 카메라 렌즈의 줌 배율을 실시간으로 수신하고 상기 줌 배율에 따른 CIS의 출력 이미지의 Gr과 Gb차이를 보정하여 이미지의 쉐이딩 현상 및 색조 불량을 개선할 수 있다.

Claims (11)

  1. 로우 어드레스를 수신하여 선택신호들을 발생하는 로우 디코더;
    다수의 픽셀들을 구비하며, 각 픽셀에서 발생되는 리셋 신호와 감지 신호를 출력하는 픽셀 어레이;
    상기 리셋 신호과 상기 감지 신호를 수신하여 상호 연관된 이중 샘플링을 수행하고 상호 연관된 샘플링 신호들을 출력하는 CDS 블럭;
    상기 CDS 블럭에서 출력된 신호들을 디지털 영상 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환기; 및
    상기 디지털 영상 신호와 컬러 보정 파라미터들을 수신하여 보정된 디지털 영상 신호를 출력하는 컬럭 보정 블럭을 구비하는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬럭 보정 블럭은,
    상기 디지털 영상 신호와 외부에서 발생된 상기 컬러 보정 파라미터를 수신하여 컬러 보정치를 계산하는 컬러 보정치 계산블럭; 및
    상기 디지털 영상 신호와 상기 컬러 보정치에 기초하여 보정된 이미지 데이터를 출력하는 컬러 보정치 보상 블럭을 구비하는 이미지 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 컬러 보정치는
    이중 선형 보간법(bilinear interpolation)에 기초하여 계산한 결과인 이미 지 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컬럭 보정 블럭은,
    줌 배율의 정보를 가지는 신호를 더 수신하고, 상기 줌 배율의 정보에 기초하여 상기 보정 파라미터들을 최적화하고, 최적화된 보정 파라미터들에 기초하여 컬러 보정치를 계산하는 이미지 센서.
  5. 제2항에 있어서, 상기 보정 파라미터 및 컬러 보정치 각각은
    Gr과 Gb의 차이값인 이미지 센서.
  6. 픽셀 어레이로부터 발생 된 디지털 영상 신호를 수신하는 단계;
    상기 디지털 영상 신호에 기초하여 생성된 이미지를 N(N은 자연수)개로 분할하는 단계;
    상기 분할된 이미지 각각의 모서리의 보정 파라미터들을 수신하는 단계; 및
    상기 보정 파라미터들에 기초하여 상기 분할된 이미지의 컬러 보정치를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 컬러 보정치에 기초하여 보정된 이미지를 출력하는 단계를 구비하는 컬러 보정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 컬러 보정치는
    이중선형 보간법에 기초한 보정치인 컬러 보정 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 컬러 보정 방법은,
    줌 배율의 정보를 가지는 신호를 수신하는 단계를 더 구비하고,
    상기 분할된 이미지의 컬러 보정치를 산출하는 단계는
    상기 줌 배율의 정보를 가지는 신호에 기초하여 상기 보정 파라미터들을 최적화하는 단계; 및
    상기 최적화된 보정 파라미터들에 기초하여 상기 분할된 이미지의 컬러 보정치를 계산하는 단계를 구비하는 컬러 보정 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 보정 파라미터들 및 컬러 보정치 각각은
    Gr과 Gb의 차이 값인 컬러 보정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 보정된 이미지를 출력하는 단계는,
    상기 분할된 이미지의 컬러 보정치에 기초하여 상기 Gr, 또는 Gb를 상기 Gr과 Gb의 차이만큼 보상하는 단계를 구비하는 컬러 보정 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중의 어느 하나의 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.
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