KR20110014739A - A ramp signal generator with a correcting function and image sensor for using the ramp signal generator - Google Patents

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KR20110014739A
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Abstract

PURPOSE: A lamp signal generator having the correction of a lamp signal is provided to output an accurate lamp signal by compensating the slope of the generated lamp signal. CONSTITUTION: A lamp signal generator(110) charges a previously prepared capacitive device by the predetermined reference power. The lamp signal generating unit discharges the capacitive element. The lamp signal generator outputs the signal showing the electric discharge change of the electric charge as the lamp signal. A lamp signal compensator(120) compensates the lamp signal. The lamp signal compensator feedbacks compensated driving current to the lamp signal generator.

Description

램프 신호의 보정 기능을 갖는 램프 신호 발생기 및 이를 포함하는 이미지 센서{A ramp signal generator with a correcting function and Image Sensor for using the ramp signal generator}A ramp signal generator with a correcting function and an image sensor for using the ramp signal generator

본 발명은 아날로그-디지털 변환을 위한 램프 신호를 생성하고, 피드백을 통하여 램프 신호의 기울기 보정을 기능을 갖는 램프 신호 발생기 및 이를 포함하는 이미지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a lamp signal generator for generating a ramp signal for analog-to-digital conversion and having a function of correcting the slope of the ramp signal through feedback and an image sensor including the same.

오늘날 전기 기기 관련 기술의 발달로, 입사된 광에 대하여 감응성을 갖는 단위 구성 요소(예를 들어, 픽셀(Pixel))를 라인 형상 혹은 매트릭스 형상으로 복수 개 배열하여 이루어지는 이미지 센서가 다양한 분야에서 사용되고 있다. Today, with the development of the technology related to electric devices, image sensors formed by arranging a plurality of unit components (for example, pixels) that are sensitive to incident light in a line or matrix form are used in various fields. .

예를 들면, 영상 기기의 분야에서는 입사된 광을 검지하는 CCD(Charge Coupled Device)형 혹은 MOS(Metal Oxide Semiconductor)형이나 CMOS(Complementary Metal-oxide Semiconductor)형의 이미지 센서가 사용되고 있다. 이들은, 단위 구성 요소(픽셀)에 의해 전기 신호로 변환된 입사된 광량을 전기 신호로서 판독한다. For example, in the field of imaging equipment, an image sensor of a CCD (Charge Coupled Device) type, a metal oxide semiconductor (MOS) type, or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) type that detects incident light is used. They read the amount of incident light converted by the unit component (pixel) into an electric signal as an electric signal.

이러한 이미지 센서, 예를 들어 CMOS 이미지 센서는 빛의 세기에 따라서 발 생된 아날로그 전기 신호(광전 변환 신호)를 판독하기 위해서 단일 기울기 아날로그-디지털 변환 장치(Analog/Digital Converter, 이하 “ADC”라 칭함)를 사용하고 있다. 이때, 단일 기울기 ADC는 광전 변환 신호와 비교하기 위한 기준 신호로 램프 파형의 신호(이하, “램프 신호”라 칭함)를 발생시키는 램프 신호 발생기를 포함하여 구현된다.Such an image sensor, for example a CMOS image sensor, is a single slope analog-to-digital converter (hereinafter referred to as "ADC") to read analog electrical signals (photoelectric conversion signals) generated according to light intensity. I'm using. In this case, the single slope ADC includes a ramp signal generator for generating a signal of a ramp waveform (hereinafter referred to as a “lamp signal”) as a reference signal for comparison with a photoelectric conversion signal.

한편, 종래의 램프 신호 발생기는 일반적으로 저항 DAC(Digital/Analog Converter)나 전류 스티어링 DAC를 이용한 방식으로 구현되고 있었으나, 이러한 스위칭 동작에 따라 스위칭 잡음이 포함된 램프 신호를 생성하는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위하여, 비스위칭 방식으로 램프 신호를 생성하는 내용의 발명이 국내출원 10-2009-50465에 기재되어 있다. On the other hand, the conventional lamp signal generator has been generally implemented in a method using a resistor DAC (Digital / Analog Converter) or a current steering DAC, there was a problem in generating a lamp signal containing switching noise in accordance with this switching operation. In order to solve this problem, the invention of generating a lamp signal in a non-switching method is described in the domestic application 10-2009-50465.

그러나 비스위칭 방식으로 램프 신호를 출력하는 경우에도 전류원과 용량성 소자가 공정 및/또는 온도 변화에 따라 그 값이 변하므로 램프 신호 기울기의 보정이 필요하게 되었다.However, even when the lamp signal is output by the non-switching method, since the value of the current source and the capacitive element changes according to the process and / or the temperature change, it is necessary to correct the ramp signal slope.

본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 기술적 과제는 공정 및/또는 온도 변화에 따라 램프 신호 기울기를 보정하는 기능을 갖는 램프 신호 발생기 및 이를 이용한 이미지 센서를 제공하는 것이다. SUMMARY An exemplary embodiment of the present invention provides a lamp signal generator having a function of correcting a ramp signal slope according to a process and / or temperature change, and an image sensor using the same.

또한 본 발명의 일 실시예는 램프 신호의 보정 시기를 구분함으로써 다양한 상황에서 가장 적절한 보정 시기를 사용자 선택할 수 있는 램프 신호 발생기 및 이를 이용한 이미지 센서도 제공하고자 한다.In addition, an embodiment of the present invention is to provide a lamp signal generator and an image sensor using the same to be able to select the most appropriate correction time in a variety of situations by distinguishing the correction time of the lamp signal.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그-디지털 변환을 위한 램프 신호를 생성하는 램프 신호 발생기는 미리 마련된 용량성 소자를 소정의 기준전원을 이용해 충전시킨 후 상기 용량성 소자를 방전시키며 전하의 방전 추이를 나타내는 신호를 상기 램프 신호로서 출력하는 램프신호 발생부; 및 상기 램프 신호의 기울기 변화에 상응하여 상기 램프 신호가 보정되어 출력되도록 상기 램프신호 발생부에 보정된 구동 전류를 피드백하는 램프신호 보정부를 포함한다.In order to achieve the above object, the lamp signal generator for generating a ramp signal for the analog-to-digital conversion according to an embodiment of the present invention charges a capacitive element prepared in advance using a predetermined reference power to discharge the capacitive element A ramp signal generator for outputting a signal indicating a discharge trend of charge as the ramp signal; And a lamp signal corrector for feeding back the corrected driving current to the lamp signal generator so that the lamp signal is corrected and output according to a change in the slope of the lamp signal.

여기서, 상기 램프신호 발생부는 상기 기준전원을 이용하여 충전되는 상기 용량성 소자; 및 상기 용량성 소자에 충전된 전하를 방전시키는 전류원을 포함하고, 상기 램프 신호는 상기 전류원에 의하여 상기 보정된 구동 전류에 따라 상기전하가 방전되는 동안의 상기 전하의 방전 추이를 나타내는 것을 특징으로 할 수 있 다.The lamp signal generation unit may include the capacitive element charged using the reference power source; And a current source for discharging the charge charged in the capacitive element, wherein the ramp signal indicates a discharge trend of the charge while the charge is discharged according to the corrected driving current by the current source. Can be.

여기서, 상기 램프신호 보정부는 상기 램프 신호의 진폭, 상기 용량성 소자의 충전 용량 및 상기 전류원의 출력 전류값 중 하나 이상에 따라 설정되는 제1 프로그래머블 커런트 미러; 및 상기 출력된 램프 신호의 기울기 변화에 대응하여 설정되는 제2 프로그래머블 커런트 미러를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The ramp signal corrector may include: a first programmable current mirror set according to at least one of an amplitude of the ramp signal, a charge capacity of the capacitive element, and an output current value of the current source; And a second programmable current mirror set to correspond to a change in slope of the output ramp signal.

또한, 상기 램프신호 보정부는 상기 램프 신호의 최대치는 고정하고, 입력된 픽셀 신호의 최대치와 최소치의 차이에 대응하여 상기 램프 신호의 진폭이 보정되도록 상기 구동 전류를 피드백하는 것을 특징으로 할 수도 있다.The ramp signal correcting unit may fix the maximum value of the ramp signal and feed back the driving current so that the amplitude of the ramp signal is corrected in response to a difference between the maximum value and the minimum value of the input pixel signal.

상기 램프 신호 발생기는 상기 램프 신호와 비교 기준값을 비교하는 비교기; 및 상기 비교기의 비교에 따라 상기 램프 신호가 상기 비교 기준값보다 높은 경우를 카운트하는 계수기를 포함하며 상기 계수기의 카운트를 이용하여 상기 램프 신호의 기울기를 측정하는 램프신호 측정부를 더 포함할 수 있다.The ramp signal generator includes: a comparator for comparing the ramp signal with a comparison reference value; And a ramp signal measuring unit configured to count a case in which the ramp signal is higher than the comparison reference value according to the comparison of the comparator, and to measure a slope of the ramp signal using the count of the counter.

이때, 상기 램프신호 보정부는 상기 램프 신호 발생기가 n비트의 단일 기울기 ADC(Analog-Digital Converter)에 이용되는 경우, 하기의 수학식(일 실시예로, n을 10 비트로 하고 상기 제 2 프로그래머블 커런트 미러의 제어비트를 7 비트로 할 경우)에 의하여 상기 구동 전류를 설정하기 위한 제어 비트(bit)가 결정되고, 상기 계수기는 n+1 비트로 카운트하는 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, when the ramp signal generator is used for an n-bit single gradient ADC (Analog-Digital Converter), the ramp signal corrector may be represented by the following equation (in one embodiment, n is 10 bits and the second programmable current mirror). The control bit for setting the drive current is determined by the control bit of 7 bits), and the counter counts n + 1 bits.

제어 비트 = [중앙값 - ((Delcount)십진수/8)2진 정수]Control bit = [median value-((Delcount) decimal / 8) binary integer ]

Delcount: 2n과 계수기 출력값과의 차이값Delcount: The difference between 2 n and the counter output

여기서, 상기 램프신호 보정부는 상기 램프 신호 발생기에 전력이 공급되는 시기부터 출력된 램프 신호가 픽셀로부터의 신호를 읽어내기 전까지 상기 램프 신호의 보정을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.The lamp signal correcting unit may perform correction of the lamp signal from a time when power is supplied to the lamp signal generator until the output lamp signal reads a signal from a pixel.

또한, 상기 램프신호 보정부는 이미지 프레임의 블랭킹(Blanking) 구간동안 상기 램프 신호의 보정을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the ramp signal corrector may be configured to correct the ramp signal during a blanking section of the image frame.

또한, 상기 램프신호 보정부는 기울기 보정을 위한 보정용 픽셀 컬럼(Column)을 추가하여 픽셀의 로우(Row)마다 보정용 픽셀에 따른 상기 램프 신호의 보정을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.The ramp signal correction unit may add a correction pixel column for tilt correction to correct the ramp signal according to the correction pixel for each row of pixels.

또한, 상기 램프신호 보정부는 상기 출력된 램프 신호 기울기의 보정량에 따라 상기 아날로그-디지털 변환의 출력 신호를 실시간으로 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the ramp signal correction unit may be characterized in that to correct the output signal of the analog-to-digital conversion in real time according to the correction amount of the output ramp signal slope.

이때, 상기 램프신호 보정부는 각 보정 시간동안 반복적으로 보정을 수행하여, 상기 반복 수행 결과의 평균으로 상기 램프 신호의 보정을 수행할 수 있다. In this case, the ramp signal correction unit may repeatedly correct for each correction time, and may correct the ramp signal with an average of the repeating results.

그리고 상기 램프 신호 기울기 보정시 추가된 잡음을 제거하는 디지털 저역 통과 여과기(Digital Low Pass Filer)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The digital signal may further include a digital low pass filer for removing noise added when the ramp signal slope is corrected.

여기서, 상기 램프 신호 발생기는 상기 기준전원을 설정하기 위한 밴드갭(Bandgap) 회로의 전압을 전류로 변환하는 정전류 발생부를 더 포함하는 것을 특 징으로 할 수 있다.The lamp signal generator may further include a constant current generator for converting a voltage of a bandgap circuit for setting the reference power into a current.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는 입사된 광을 전기신호로 변환하는 픽셀어레이; 미리 마련된 용량성 소자를 소정의 기준전원을 이용해 충전시킨 후 상기 용량성 소자를 방전시키며 전하의 방전 추이를 나타내는 신호를 상기 램프 신호로서 출력하는 램프신호 발생부 및 상기 램프 신호의 기울기 변화에 상응하여 상기 램프 신호가 보정되어 출력되도록 상기 램프신호 발생부에 보정된 구동 전류를 피드백하는 램프신호 보정부를 포함하는 램프 신호 발생기; 상기 픽셀 어레이로부터의 픽셀 신호 및 상기 램프 신호를 입력받아, 입력된 두 신호를 비교하여 비교 신호를 출력하는 비교기; 입력된 클럭 신호를 계수하는 카운터; 및 상기 비교 신호를 입력받아, 상기 비교 신호에 따라 상기 카운터의 카운터값을 저장하여 출력하는 래치를 포함한다.In order to achieve the above object, an image sensor according to an embodiment of the present invention includes a pixel array for converting the incident light into an electrical signal; After charging the capacitive element prepared in advance using a predetermined reference power source, the capacitive element is discharged, and a lamp signal generator for outputting a signal indicating a discharge trend of charge as the lamp signal and a change in the slope of the lamp signal A lamp signal generator including a lamp signal corrector for feeding back the corrected driving current to the lamp signal generator so that the lamp signal is corrected and outputted; A comparator that receives the pixel signal and the ramp signal from the pixel array, compares the two input signals and outputs a comparison signal; A counter for counting the input clock signal; And a latch for receiving the comparison signal and storing and outputting a counter value of the counter according to the comparison signal.

따라서, 본 발명은 생성된 램프 신호의 기울기를 피드백 방식으로 보정하여 공정 및/또는 온도 변화에도 정확한 램프 신호를 출력할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the present invention has the advantage that the correct ramp signal can be output even in the process and / or temperature change by correcting the slope of the generated lamp signal in a feedback manner.

또한 본 발명은 다양한 상황에서 가장 적절한 보정 방법을 사용자가 선택할 수 있는 장점도 있다.In addition, the present invention has the advantage that the user can select the most appropriate correction method in various situations.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발 명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers, such as second and first, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징 들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals and redundant description thereof will be omitted.

본 발명은 비스위칭 방식으로 램프 신호를 생성하는 램프 신호 발생기 및 이를 이용하는 이미지 센서에 관한 것이다. 이미지 센서는 CCD, MOS, CMOS 등이 있으나, 본 명세서에서는 이해와 설명의 편의를 위하여, CMOS 이미지 센서를 대표적인 예로서 설명하나 이에 한정되지 않고 비스위칭 방식으로 램프 신호를 생성하는 램프 신호 발생기가 이용되는 모든 이미지 센서를 포함한다.The present invention relates to a lamp signal generator for generating a lamp signal in a non-switching manner and an image sensor using the same. The image sensor may be a CCD, a MOS, or a CMOS, but for convenience of understanding and explanation, the present disclosure describes a CMOS image sensor as a representative example, but is not limited thereto. A lamp signal generator for generating a lamp signal using a non-switching method is used. Includes all image sensors being.

이미지 센서는 픽셀 어레이, 램프 신호 발생기, 비교기, 래치, 카운터, 타이밍 제어기를 포함한다. 본 발명의 이미지 센서는 픽셀 어레이에 입사된 광에 따라 축적된 전하를 전기 신호로 변환한다. 그리고 이미지 센서는 변환된 전기 신호와 기준 신호(램프 신호)를 비교하여 판독한다. The image sensor includes a pixel array, a ramp signal generator, a comparator, a latch, a counter, a timing controller. The image sensor of the present invention converts the accumulated charge into an electrical signal according to the light incident on the pixel array. The image sensor compares and reads the converted electrical signal and the reference signal (lamp signal).

다만, 본 명세서는 명확한 이해와 설명의 편의를 위하여, 이미지 센서의 일반적 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명의 특징적인 램프 신호 발생기를 중심으로 설명하되, 램프 신호 발생기의 구성을 기능별로 구분하여 설명하기로 한다. 따라서 실제 램프 신호 발생기의 구현은 본 명세서에서 구분하여 설명한 바와 다를 수 있으나, 이러한 구분으로만 본 발명의 권리 범위가 한정되지 않음은 분명하다.However, in the present specification, for the convenience of clear understanding and explanation, description of the general configuration of the image sensor will be omitted. The characteristic lamp signal generator of the present invention will be described below, but the configuration of the lamp signal generator will be described separately by function. Therefore, although the implementation of the actual lamp signal generator may be different from that described separately in this specification, it is clear that the scope of the present invention is not limited only to this division.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 발생기의 구성 및 동작에 대하여 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a configuration and operation of a lamp signal generator according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 발생기의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 램프 신호 발생기는 램프신호 발생부(110), 램프신호 보정부(120), 램프신호 측정부(130) 및 정전류 발생부(140)를 포함한다.1 is a block diagram of a lamp signal generator according to an embodiment of the present invention. 1, a lamp signal generator according to an exemplary embodiment of the present invention includes a lamp signal generator 110, a lamp signal corrector 120, a lamp signal measurer 130, and a constant current generator 140. do.

램프신호 발생부(110)는 도시된 바와 같이, 밴드갭(Bandgap) 회로, 저항부, 버퍼(Buffer), 스위치, 용량성 소자, 제3 프로그래머블 커런트 미러(가변 전류원)로 구현될 수 있다.As illustrated, the ramp signal generator 110 may be implemented as a bandgap circuit, a resistor, a buffer, a switch, a capacitive element, and a third programmable current mirror (variable current source).

본 명세서는 램프신호 발생부(110)의 동작을 비스위칭 방식으로 램프 신호를 생성하는 램프 신호 발생기를 대표적인 예로서 설명하기로 한다. In the present specification, the operation of the lamp signal generator 110 will be described as a representative example of a lamp signal generator that generates a lamp signal in a non-switching manner.

램프신호 발생부(110)는 밴드갭 회로로 인하여 저항부의 양단에 기준전압이 설정되고, 제1 스위치(S1)의 폐쇄로 설정된 기준전압이 용량성 소자의 양단에 인가되어 용량성 소자에 전하가 충전된다. 그리고 제1 스위치(S1) 개방 및 제2 스위 치(S2) 폐쇄 이후, 제3 프로그래머블 커런트 미러에 의하여 용량성 소자에 충전된 전하는 방전되어, 용량성 소자 양단의 인가된 전압은 일정하게 감소하여 일정한 기울기의 램프 형태의 신호(램프 신호)가 발생된다.In the ramp signal generator 110, a reference voltage is set at both ends of the resistor part due to a bandgap circuit, and a reference voltage set to close the first switch S1 is applied to both ends of the capacitive element so that charge is applied to the capacitive element. Is charged. After the first switch S1 is opened and the second switch S2 is closed, the charges charged in the capacitive element by the third programmable current mirror are discharged, so that the applied voltage across the capacitive element is constantly reduced to be constant. A ramp shaped signal (lamp signal) is generated.

램프신호 보정부(120)는 램프신호 발생부(110)에 의하여 생성/출력된 램프 신호를 보정한다. 구체적으로, 램프신호 보정부(120)는 후술할 램프신호 측정부(130)에서 측정된 램프 신호의 기울기 변화에 따라 램프신호 발생부(110)에서 램프 신호가 보정되어 출력되도록 구동 전류를 램프신호 발생부(110)로 전달한다.The lamp signal corrector 120 corrects the lamp signal generated / output by the lamp signal generator 110. In detail, the lamp signal corrector 120 applies the driving current to the lamp signal so that the lamp signal is corrected and output by the lamp signal generator 110 according to a change in the slope of the lamp signal measured by the lamp signal measurer 130, which will be described later. Transfer to the generator 110.

본 발명에서 램프신호 보정부(120)는 공정 및/또는 온도 변화에 따라 램프 신호의 기울기가 변화된 경우, 이를 반영하여 램프 신호가 출력되도록 하는 역할을 수행한다.In the present invention, when the slope of the lamp signal is changed in accordance with the process and / or temperature changes, the lamp signal correction unit 120 serves to output the lamp signal by reflecting this.

본 발명의 일 실시예에 따른 램프신호 보정부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 램프신호 측정부(130)가 측정한 기울기 데이터를 이용하여 램프 신호 기울기 보정 알고리즘을 통하여 보정 데이터를 계산하고, 계산된 보정 데이터에 따라 구동 전류를 램프신호 발생부(110)로 전달한다. 여기서, 구동 전류의 전달은 프로그래머블 커런트 미러를 이용하여 구현한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로그래머블 커런트 미러는 2단으로 설치될 수 있다. As shown in FIG. 1, the ramp signal correction unit 120 according to an embodiment of the present invention calculates correction data through a ramp signal slope correction algorithm using the slope data measured by the lamp signal measurement unit 130. The driving current is transferred to the lamp signal generator 110 according to the calculated correction data. Here, the transmission of the drive current is implemented using a programmable current mirror. According to an embodiment of the present invention, the programmable current mirror may be installed in two stages.

제1 프로그래머블 커런트 미러는 램프 신호의 기울기를 정규값에 적합하도록 설정된다. 구체적으로, 제1 프로그래머블 커런트 미러는 램프 신호의 진폭, 용량성 소자의 충전 용량 및 전류원의 출력 전류값 중 하나 이상에 따라 설정될 수 있다. 따라서 제1 프로그래머블 커런트 미러는 미리 계산된 값으로 공정과 온도에 따른 램프 신호의 변화가 없다는 가정 하에 정규 값에 맞추어 설정된다. The first programmable current mirror is set so that the slope of the ramp signal conforms to the normal value. Specifically, the first programmable current mirror may be set according to one or more of the amplitude of the ramp signal, the charging capacity of the capacitive element, and the output current value of the current source. Therefore, the first programmable current mirror is a predetermined value and is set to a normal value under the assumption that there is no change in the lamp signal according to the process and temperature.

제2 프로그래머블 커런트 미러는 공정 및/또는 온도에 따른 램프 신호의 기울기 변화를 보정하기 위한 것이다. 제2 프로그래머블 커런트 미러는 기울기가 보정되어야 할 데이터에 따라 적절한 구동 전류를 램프신호 발생부(110)로 전달한다.The second programmable current mirror is for correcting the gradient change of the ramp signal with process and / or temperature. The second programmable current mirror transfers an appropriate driving current to the ramp signal generator 110 according to the data whose slope is to be corrected.

한편, 10비트(bit)의 단일 기울기 ADC(Analog-Digital Converter)에서 램프 신호 발생기가 이용되는 경우, 제1 프로그래머블 커런트 미러는 4비트, 제2 프로그래머블 커런트 미러는 7비트로 설계될 수 있다. 왜냐하면, 제1 프로그래머블 커런트 미러는 픽셀 신호의 최대치(Vpixelmax)와 픽셀 신호의 최소치(Vpixelmin)의 차이를 고려한 비트수이며, 제2 프로그래머블 커런트 미러는 공정 및/또는 온도 변화에 의한 기울기의 변화 양과 램프 신호 기울기의 조절 과정을 고려한 것이다.Meanwhile, when a ramp signal generator is used in a 10-bit single slope analog-to-digital converter (ADC), the first programmable current mirror may be designed as 4 bits, and the second programmable current mirror may be designed as 7 bits. Because the first programmable current mirror is the number of bits in consideration of the difference between the maximum value (Vpixelmax) of the pixel signal and the minimum value (Vpixelmin) of the pixel signal, the second programmable current mirror is the amount of change in the slope and the ramp caused by the process and / or temperature changes The process of adjusting the signal slope is considered.

램프 신호의 기울기를 보정하기 위한 알고리즘은 다음과 같다. 우선, 램프신호 발생부(110)의 이득(gain)을 1로 고정한다. 그리고 램프 신호의 최대값(Vrefp)을 고정한 상태에서 램프 신호의 진폭(Vramp)을 조절한다. 구체적으로, 램프 신호의 진폭은 아래의 수학식 1에 의하여 조절된다.An algorithm for correcting the slope of the ramp signal is as follows. First, the gain of the ramp signal generator 110 is fixed to one. The amplitude Vramp of the ramp signal is adjusted while the maximum value Vrefp of the ramp signal is fixed. Specifically, the amplitude of the ramp signal is adjusted by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Vramp = Vrefp - VrefnVramp = Vrefp-Vrefn

= Vpixelmax - Vpixelmin      = Vpixelmax-Vpixelmin

예를 들어, 10 비트의 단일 기울기 ADC의 경우를 가정하자. 제1 프로그래머 블 커런트 미러는 램프 신호의 진폭이 픽셀 신호의 범위에 따라 바뀌어야 할 경우, 용량성 소자를 방전시키는 전류량을 조절함으로써 램프 신호가 최대값은 유지된 채 1024(=210) 클럭 펄스 후에 램프 신호 최저값(Vrefn)에 도달하도록 한다.For example, consider the case of a 10-bit single slope ADC. The first programmable current mirror adjusts the amount of current to discharge the capacitive element when the amplitude of the ramp signal needs to change according to the range of the pixel signal, thereby ramping the lamp signal after 1024 (= 210) clock pulses while maintaining the maximum value. Try to reach the signal minimum (Vrefn).

이때, 제1 프로그래머블 커런트 미러의 출력 전류(I)는 아래의 [수학식 2]에 의하여 결정된다.At this time, the output current I of the first programmable current mirror is determined by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

I = C * Vramp / TI = C * Vramp / T

C: 용량성 소자의 충전 용량C: charge capacity of capacitive elements

T: 램프 신호의 동작 시간: (1/Clock Pluse Frequency) * 1024T: Operating time of the lamp signal: (1 / Clock Pluse Frequency) * 1024

I: 용량성 소자로부터 충전된 전하를 방전시키는 전류I: current to discharge the charged charge from the capacitive element

그 후, 제2 프로그래머블 커런트 미러에 의하여, 공정 및/또는 온도 변화에 의하여 램프 신호의 기울기는 보정된다.Then, by the second programmable current mirror, the slope of the lamp signal is corrected by the process and / or the temperature change.

제2 프로그래머블 커런트 미러는 제어 비트의 값을 중앙값으로 설정한다. 도 1에 도시된 제2 스위치(S2)가 닫히면 상술한 바와 같이 Vrefp에서부터 일정한 기울기로 낮아지는 램프 신호가 출력된다. 램프신호 측정부(130)는 출력된 램프 신호를 입력 신호로 받아들인다.The second programmable current mirror sets the value of the control bit to the median value. When the second switch S2 shown in FIG. 1 is closed, a ramp signal lowered by a constant slope is output from Vrefp as described above. The lamp signal measuring unit 130 receives the output lamp signal as an input signal.

여기서, 램프신호 측정부(130)는 비교기 및 계수기를 포함한다. 램프신호 측정부(130)를 구현하는 자세한 구성(회로도)는 도 2의 설명에서 자세히 하기로 한 다.Here, the ramp signal measuring unit 130 includes a comparator and a counter. Detailed configuration (circuit diagram) for implementing the ramp signal measurement unit 130 will be described in detail in the description of FIG.

램프신호 측정부(130)는 램프 신호와 비교 기준값(바람직하게는 Vrefn으로 설정)을 비교한다. 그리고 램프신호 측정부(130)는 일정하게 낮아지는 램프 신호가 비교 기준값보다 낮아지는 시기까지 계수기를 이용하여 카운트한다.The ramp signal measuring unit 130 compares the ramp signal with a comparison reference value (preferably set to Vrefn). In addition, the ramp signal measuring unit 130 counts using a counter until a time when the ramp signal that is constantly lower than the comparison reference value.

제2 프로그래머블 커런트 미러는 상술한 카운트 값을 이용하여 공정 및/또는 온도에 따른 기울기 변화가 보정된 구동 전류를 출력(전달)할 수 있다.The second programmable current mirror may output (deliver) a driving current whose slope change according to a process and / or temperature is corrected using the count value described above.

예를 들어, 10 비트의 ADC의 경우, 제2 프로그래머블 커런트 미러는 7 비트의 경우 아래의 [수학식 3] 및 [수학식 4]을 통하여 산출된 제어 비트 값으로 설정한다.For example, in the case of a 10-bit ADC, the second programmable current mirror is set to a control bit value calculated through Equations 3 and 4 below for 7 bits.

[수학식 3]&Quot; (3) "

제어 비트 = [0111111 - ((Delcount)십진수/8)2진 정수]Control bit = [0111111-((Delcount) decimal / 8) binary integer]

[수학식 4]&Quot; (4) "

Delcount = 1024 - Counter_readDelcount = 1024-Counter_read

Counter_read: 계수기 출력값Counter_read: Counter output

이상과 같이, 램프 신호 발생기는 램프 신호를 측정하고, 측정된 데이터에 기반하여 램프 신호 기울기를 보정하여 다시 적절한 램프 신호를 생성/출력하는 과정을 수행한다. 이로써, 본 발명의 램프 신호 발생기는 공정 및/또는 온도에 따른 변화에도 불구하고 정확한 램프 신호를 출력할 수 있다.As described above, the lamp signal generator performs a process of measuring the lamp signal, correcting the ramp signal slope based on the measured data, and generating / outputting an appropriate lamp signal again. In this way, the lamp signal generator of the present invention can output an accurate lamp signal despite the change in process and / or temperature.

정전류 발생부(140)는 램프신호 발생부(110)의 밴드갭 회로의 전압을 전류로 변환하는 역할을 수행한다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 정전류 발생부(140)는 일 측이 밴드갭 회로와 저항부 사이에 연결되고, 다른 일 측은 램프신호 보정부(120)와 연결된다. 정전류 발생부(140)는 일정한 전류가 램프신호 보정부(120)로 유입되도록 기여한다. 유입된 전류는 제 1 프로그래머블 커런트미러의 기준 전류로 사용된다.The constant current generator 140 converts the voltage of the bandgap circuit of the ramp signal generator 110 into a current. As shown in FIG. 1, one side of the constant current generator 140 is connected between the bandgap circuit and the resistor, and the other side thereof is connected to the lamp signal corrector 120. The constant current generator 140 contributes a constant current to the lamp signal corrector 120. The introduced current is used as the reference current of the first programmable current mirror.

지금까지 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 발생기의 구성을 설명하였다. So far, the configuration of the lamp signal generator according to the exemplary embodiment of the present invention has been described with reference to FIG. 1.

이하, 도 2를 참조하여 램프 신호 측정을 위한 회로의 구성에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a configuration of a circuit for measuring a lamp signal will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 측정을 위한 회로도이다. 본 발명의 램프 신호 발생기는 상술한 바와 같이 램프신호 측정부(130)를 포함한다. 램프신호 측정부(130)는 램프 신호의 출력 시작(210)이 입력되면, 램프 신호(220) 및 비교 기준값(230, 바람직하게는 Vrefn으로 설정)을 비교한다. 그리고 램프신호 측정부(130)는 양 신호(220, 230)의 비교에 따라 상기 램프 신호(220)가 비교 기준값(230)보다 높은 경우를 카운트한다.2 is a circuit diagram for measuring a lamp signal according to an embodiment of the present invention. The lamp signal generator of the present invention includes a lamp signal measuring unit 130 as described above. The ramp signal measuring unit 130 compares the ramp signal 220 and the comparison reference value 230 (preferably set to Vrefn) when the start of the output of the ramp signal 210 is input. The ramp signal measuring unit 130 counts the case where the ramp signal 220 is higher than the comparison reference value 230 according to the comparison of the two signals 220 and 230.

도 2를 참조하면, 램프 신호가 출력되면, 계수 시작을 알리는 신호(210)가 램프신호 측정부(130)로 입력된다. 그 후, 램프 신호(220) 및 비교 기준값(230)이 비교기로 입력된다. 비교기는 양 신호(220, 230)의 비교 결과를 출력한다.Referring to FIG. 2, when the ramp signal is output, a signal 210 indicating the start of counting is input to the ramp signal measuring unit 130. Thereafter, the ramp signal 220 and the comparison reference value 230 are input to the comparator. The comparator outputs a comparison result of both signals 220 and 230.

계수기는 비교 결과, 램프 신호(220)가 비교 기준값보다 작아질 때까지 입력된 클럭 신호(240)를 이용하여 카운트한다.The counter counts using the input clock signal 240 until the ramp signal 220 is smaller than the comparison reference value.

이로써, 램프신호 측정부(130)는 램프 신호가 몇 번의 클럭 신호 안에 기준값에 도달하는지를 측정할 수 있다.As a result, the ramp signal measuring unit 130 may measure how many times the ramp signal reaches the reference value.

램프신호 측정부(130)에 의하여 측정된 데이터는 램프신호 보정부(120)로 전달된다. 램프신호 보정부(120)는 도 1의 설명에서와 같은 과정을 통하여, 즉 제2 프로그래머블 커런트 미러의 적절한 제어 비트를 설정, 구동 전류를 램프신호 발생부(110)로 전달하여 보정된 램프 신호가 출력되도록 한다.The data measured by the lamp signal measuring unit 130 is transmitted to the lamp signal correction unit 120. The lamp signal corrector 120 sets the appropriate control bit of the second programmable current mirror through the same process as described in FIG. 1, and transmits a driving current to the lamp signal generator 110 to correct the lamp signal. To be printed.

지금까지 도 2을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 램프신호 측정부(130)에 대해 설명하였다. So far, the lamp signal measuring unit 130 according to the exemplary embodiment of the present invention has been described with reference to FIG. 2.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 램프 신호 보정 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a lamp signal correction method will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 보정 방법을 설명하기 위한 예시도이다.3 and 4 are exemplary views illustrating a lamp signal correction method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 램프 신호를 보정하는 방법을 4가지 실시예로 나누어 설명한다.The present invention will be described by dividing the method of correcting the lamp signal into four embodiments.

본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 발생기는 칩에 전력이 공급되고 난 직 후부터 픽셀 신호를 읽어내기 전까지 보정을 행하여 칩에 전력이 차단되거나 또는 사용자가 필요에 따라 다시 보정을 하기 전까지 보정된 값을 유지한다.The lamp signal generator according to an embodiment of the present invention corrects a value after the power is supplied to the chip until the pixel signal is read from immediately after the power is supplied to the chip until the power is cut off or the user corrects it as necessary. Keep it.

이 경우, 램프 신호 발생기는 보정된 기울기를 기준으로 계속하여 램프 신호를 생성 및 출력한다. 본 실시예는 칩의 동작 중에 기울기의 변화가 적어서 굳이 계속하여 보정이 불필요한 경우에 효과적이다. In this case, the ramp signal generator continues to generate and output a ramp signal based on the corrected slope. This embodiment is effective in the case where the change of the slope is small during the operation of the chip, so that the correction is continuously unnecessary.

일반적으로, 밴드갭 회로의 출력 전류는 온도에 상당히 안정적이고, 용량성 소자의 충전 용량값도 역시 온도에 민감하지 않은 편이다. 따라서 램프 신호 발생기는 전력 인가 직후에 램프 신호의 기울기를 보정하는 것만으로 2~3%의 오차 범위 내에서 우수한 동작을 수행할 수 있다.In general, the output current of the bandgap circuit is quite stable with temperature, and the charge capacitance of the capacitive element is also not temperature sensitive. Therefore, the lamp signal generator may perform an excellent operation within an error range of 2 to 3% only by correcting the slope of the lamp signal immediately after the power is applied.

한편, 램프 신호 발생기는 상술한 보정 시간동안에 가능한 한 여러 번의 보정 동작을 수행하여, 평균값을 이용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 칩 내의 여러 가지 잡음에 의해 기울기 보정을 한번만 수행한 경우, 부정확할 수도 있기 때문이다. On the other hand, it is preferable that the ramp signal generator performs the correction operation as many times as possible during the above-described correction time to use the average value. The reason is that if the slope correction is performed only once due to various noises in the chip, it may be inaccurate.

본 발명의 다른 실시예에 따른 램프 신호 발생기는 이미지 프레임마다 보정을 수행하는 것이다. 즉, 램프 신호 발생기는 출력된 램프 신호가 아날로그-디지털 변환하기 위하여 이용되는 경우, 이미지 프레임의 블랭킹(Blanking) 구간 동안 램프 신호의 보정을 수행할 수 있다.The ramp signal generator according to another embodiment of the present invention performs correction for each image frame. That is, the ramp signal generator may perform correction of the ramp signal during the blanking section of the image frame when the output ramp signal is used for analog-to-digital conversion.

도 3을 참조하면, 각 이미지 프레임은 픽셀로부터 신호를 읽어내지 않는 블랭킹 구간(310)이 존재한다. 본 실시예의 램프 신호 발생기는 이러한 블랭킹 구간(310)을 이용하여 램프 신호의 기울기 보정을 수행한다. 또한, 본 실시예에서도 램프 신호 발생기는 블랭킹 구간(310)에서 가능한 여러 번의 보정 동작을 수행하여 그 평균값을 이용하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3, there is a blanking section 310 in which each image frame does not read a signal from a pixel. The ramp signal generator of the present embodiment performs tilt correction of the ramp signal using the blanking period 310. Also, in the present embodiment, the ramp signal generator preferably uses the average value by performing as many correction operations as possible in the blanking section 310.

한편, 본 실시예에서, 첫 번째 프레임 이후의 보정은 그 변화가 크지 않다. 따라서 첫 번째 프레임의 보정 이후 보정값이 급격히 변하는 경우는 대부분 잡음의 영향에 의한 것이므로 보정값이 급격히 변화하는 것을 막기 위하여 램프 신호 발생기는 디지털 저역 통과 여과기(Digital Low Pass Filer)를 이용하여, 잡음을 제거하는 것이 더 효율적이다.On the other hand, in the present embodiment, the correction after the first frame does not change much. Therefore, the sharp change in the correction value after the correction of the first frame is mostly caused by the influence of noise. Therefore, the ramp signal generator uses a digital low pass filer to prevent the change in the correction value. It is more efficient to remove.

또한, 본 실시예에서 제2 프로그래머블 커런트 미러는 첫 번째 프레임에서는 중앙값으로 설정하되, 두 번째 프레임에서부터는 이전 프레임에서 보정된 결과값(중앙값+보정값)을 사용하여 제2 프로그래머블 커런트 미러를 설정할 수 있다.In the present embodiment, the second programmable current mirror is set to the center value in the first frame, but the second programmable current mirror can be set using the result value (center value + correction value) corrected in the previous frame from the second frame. have.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 램프 신호 발생기는 픽셀의 로우(Row)마다 보정을 수행할 수 있다. The ramp signal generator according to another embodiment of the present invention may perform correction for each row of pixels.

이때, 도 4를 참조하면, 매번 로우마다 보정을 할 경우 상술한 블랭킹 구간과 같은 여분의 시간이 없으므로, 램프 신호 발생기는 기울기 보정을 위한 보정용 픽셀 컬럼(410)을 추가한다. 그리고 램프 신호 발생기는 픽셀의 로우(Row)마다 보정용 픽셀에 따른 램프 신호의 보정을 수행할 수 있다.At this time, referring to FIG. 4, since there is no extra time such as the blanking section described above for every row correction, the ramp signal generator adds a correction pixel column 410 for tilt correction. The ramp signal generator may perform the correction of the ramp signal according to the correction pixel for each row of the pixels.

또한, 본 실시예에서 이미지 센서는 주변의 빛의 밝기에 따라서 이득을 변화 시키게 된다. 따라서 램프 신호의 기울기 보정을 매번 픽셀의 로우 동작 시간 안에 하게 될 경우, 이득을 1로 고정 시킬 수 없는 문제점이 있다. 따라서 본 실시예의 램프 신호 발생기는 Vrefp의 값은 고정 시키고 Vrefn 값을 바꾸어 줌으로써 기울기 보정을 위한 기준 값 (Vrefp - Vrefn)을 먼저 설정하고 이를 기준으로 램프 신호의 기울기를 측정하여 램프 신호의 진폭이 기준 값 (Vrefp - Vrefn)과 같아지도록 기 울기를 보정해야 한다.In addition, in the present embodiment, the image sensor changes the gain according to the brightness of the surrounding light. Therefore, when the slope correction of the ramp signal is performed within the low operation time of each pixel, the gain cannot be fixed to 1. Therefore, the ramp signal generator according to the present embodiment sets the reference value (Vrefp-Vrefn) for the slope correction first by fixing the value of Vrefp and changing the value of Vrefn, and then measuring the slope of the ramp signal based on this to measure the amplitude of the lamp signal. The slope must be corrected to equal the value (Vrefp-Vrefn).

또한, 본 실시예의 램프 신호 발생기도 매 로우 마다 보정은 그 변화가 크지 않으므로 디지털 저역 통과 여과기(Digital Low Pass Filer)를 이용하여, 잡음을 제거하는 것이 효율적이다.In addition, since the ramp signal generator of this embodiment does not have a large change in correction for every row, it is efficient to remove noise by using a digital low pass filer.

본 발명의 또 다른 실시예는 램프 신호 발생기가 램프 신호의 기울기를 측정하고, 그 값을 이용하여 실시간으로 출력 신호값을 보정하는 방법이다. 매 로우마다 램프신호 측정부(130)의 계수기 값 M을 획득하고, 신호 보정을 위한 a값을 아래의 [수학식 5]를 통하여 계산한다.Another embodiment of the present invention is a method in which a ramp signal generator measures a slope of a ramp signal and uses the value to correct an output signal value in real time. In each row, the counter value M of the ramp signal measuring unit 130 is obtained, and a value for signal correction is calculated through Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

a = 1024 / Ma = 1024 / M

이후, 램프 신호 발생기는 아래의 [수학식 6]를 이용하여 픽셀의 신호값(Sp)을 보정한 출력 신호 S를 획득할 수 있다.Subsequently, the ramp signal generator may obtain an output signal S by correcting the signal value Sp of the pixel using Equation 6 below.

[수학식 6]&Quot; (6) "

S= a * SpS = a * Sp

이와 같이, 본 발명의 램프 신호 발생기는 상기 서술한 4가지 방법으로 램프 신호를 보정할 수 있다. 각 실시예에 따라 정확성, 동작 시간, 칩 가격 등의 장단점이 있으므로 사용자는 상황에 따라 선택할 수 있을 것이다.As such, the lamp signal generator of the present invention can correct the lamp signal by the four methods described above. Each embodiment has advantages and disadvantages such as accuracy, operation time, and chip price, so that the user can select according to the situation.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 발생기의 구성도.1 is a block diagram of a lamp signal generator according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 측정을 위한 회로도.2 is a circuit diagram for measuring a lamp signal according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 신호 보정 시기를 설명하기 위한 예시도.3 and 4 are exemplary diagrams for explaining the lamp signal correction timing according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110: 램프신호 발생부 120: 램프신호 보정부110: lamp signal generation unit 120: lamp signal correction unit

130: 램프신호 측정부 140: 정전류 발생부130: lamp signal measuring unit 140: constant current generating unit

210: 계수 시작을 위한 신호 220: 램프 신호(Vramp_out)210: signal to start counting 220: ramp signal (Vramp_out)

230: 비교 기준값(Vrefn) 240: 클럭 신호230: comparison reference value (Vrefn) 240: clock signal

310: 블랭킹(Blanking) 구간 410: 보정용 픽셀 컬럼310: blanking section 410: pixel column for correction

Claims (14)

아날로그-디지털 변환을 위한 램프 신호를 생성하는 램프 신호 발생기에 있어서, In the ramp signal generator for generating a ramp signal for analog-to-digital conversion, 미리 마련된 용량성 소자를 소정의 기준전원을 이용해 충전시킨 후 상기 용량성 소자를 방전시키며 전하의 방전 추이를 나타내는 신호를 상기 램프 신호로서 출력하는 램프신호 발생부; 및A lamp signal generator for charging a capacitive element prepared in advance using a predetermined reference power source and discharging the capacitive element and outputting a signal indicating a discharge trend of charge as the lamp signal; And 상기 램프 신호의 기울기 변화에 상응하여 상기 램프 신호가 보정되어 출력되도록 상기 램프신호 발생부에 보정된 구동 전류를 피드백하는 램프신호 보정부를 포함하는 램프 신호 발생기.And a lamp signal corrector for feeding back the corrected driving current to the lamp signal generator so that the lamp signal is corrected and output according to a change in the slope of the lamp signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프신호 발생부는The lamp signal generation unit 상기 기준전원을 이용하여 충전되는 상기 용량성 소자; 및The capacitive element charged using the reference power source; And 상기 용량성 소자에 충전된 전하를 방전시키는 전류원을 포함하고,A current source for discharging the charge charged in the capacitive element, 상기 램프 신호는 상기 전류원에 의하여 상기 보정된 구동 전류에 따라 상기전하가 방전되는 동안의 상기 전하의 방전 추이를 나타내는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And the ramp signal is indicative of the discharge trend of the charge while the charge is discharged in accordance with the corrected drive current by the current source. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 램프신호 보정부는The lamp signal correction unit 상기 램프 신호의 진폭, 상기 용량성 소자의 충전 용량 및 상기 전류원의 출력 전류값 중 하나 이상에 따라 설정되는 제1 프로그래머블 커런트 미러; 및A first programmable current mirror set according to at least one of an amplitude of the ramp signal, a charge capacity of the capacitive element, and an output current value of the current source; And 상기 출력된 램프 신호의 기울기 변화에 대응하여 설정되는 제2 프로그래머블 커런트 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And a second programmable current mirror set to correspond to a change in slope of the output ramp signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프신호 보정부는The lamp signal correction unit 상기 램프 신호의 최대치는 고정하고, 입력된 픽셀 신호의 최대치와 최소치의 차이에 대응하여 상기 램프 신호의 진폭이 보정되도록 상기 구동 전류를 피드백하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And the maximum value of the ramp signal is fixed and feeds back the driving current so that the amplitude of the ramp signal is corrected in response to the difference between the maximum value and the minimum value of the input pixel signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프 신호와 비교 기준값을 비교하는 비교기; 및A comparator for comparing the ramp signal with a comparison reference value; And 상기 비교기의 비교에 따라 상기 램프 신호가 상기 비교 기준값보다 높은 경우를 카운트하는 계수기를 포함하며 상기 계수기의 카운트를 이용하여 상기 램프 신호의 기울기를 측정하는 램프신호 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And a counter for counting a case where the ramp signal is higher than the comparison reference value according to the comparison of the comparator, and further comprising a ramp signal measuring unit for measuring a slope of the ramp signal using the count of the counter. Signal generator. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 램프신호 보정부는The lamp signal correction unit 상기 램프 신호 발생기가 n비트의 단일 기울기 ADC(Analog-Digital Converter)에 이용되는 경우, 하기의 수학식에 의하여 상기 구동 전류를 설정하기 위한 제어 비트(bit)가 결정되고, 상기 계수기는 n+1 비트로 카운트하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.When the ramp signal generator is used for a n-bit single slope analog-to-digital converter (ADC), a control bit for setting the driving current is determined by the following equation, and the counter is n + 1. Ramp signal generator, characterized in that it counts in bits. 제어 비트 = [중앙값 - ((Delcount)십진수/8)2진 정수]Control bit = [median value-((Delcount) decimal / 8) binary integer ] Delcount: 2n과 계수기 출력값과의 차이값Delcount: The difference between 2 n and the counter output 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프신호 보정부는The lamp signal correction unit 상기 램프 신호 발생기에 전력이 공급되는 시기부터 픽셀로부터의 신호를 읽기 전까지 상기 램프 신호의 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And correcting the ramp signal from when the power is supplied to the ramp signal generator until reading the signal from the pixel. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프신호 보정부는The lamp signal correction unit 이미지 프레임의 블랭킹(Blanking) 구간동안 상기 램프 신호의 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And ramp correction of the ramp signal during a blanking period of an image frame. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프신호 보정부는The lamp signal correction unit 기울기 보정을 위한 보정용 픽셀 컬럼(Column)을 추가하여 픽셀의 로우(Row)마다 보정용 픽셀에 따른 상기 램프 신호의 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.The ramp signal generator, characterized in that for correcting the ramp signal according to the correction pixel for each row of the pixel by adding a correction pixel column for tilt correction. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프신호 보정부는The lamp signal correction unit 상기 출력된 램프 신호 기울기의 보정량에 따라 상기 아날로그-디지털 변환의 출력 신호를 실시간으로 보정하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.The ramp signal generator, characterized in that for correcting the output signal of the analog-to-digital conversion in real time according to the correction amount of the ramp signal slope. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 9, 상기 램프신호 보정부는The lamp signal correction unit 각 보정 시간동안 반복적으로 보정을 수행하여, 상기 반복 수행 결과의 평균으로 상기 램프 신호의 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And correcting the ramp signal as an average of the repeating results by repeatedly performing correction for each correction time. 제8항 또는 제9항에 있어서,10. The method according to claim 8 or 9, 상기 램프 신호 기울기 보정시 추가된 잡음을 제거하는 디지털 저역 통과 여과기(Digital Low Pass Filer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And a digital low pass filer (Digital Low Pass Filer) to remove noise added when correcting the ramp signal slope. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프 신호 발생기에 상기 기준전원을 설정하기 위한 밴드갭(Bandgap) 회로의 전압을 전류로 변환하는 정전류 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 신호 발생기.And a constant current generator for converting a voltage of a bandgap circuit for setting the reference power into a current to the lamp signal generator. 이미지 센서에 있어서,In the image sensor, 입사된 광을 전기신호로 변환하는 픽셀어레이;A pixel array for converting incident light into an electrical signal; 미리 마련된 용량성 소자를 소정의 기준전원을 이용해 충전시킨 후 상기 용량성 소자를 방전시키며 전하의 방전 추이를 나타내는 신호를 상기 램프 신호로서 출력하는 램프신호 발생부 및 상기 램프 신호의 기울기 변화에 상응하여 상기 램프 신호가 보정되어 출력되도록 상기 램프신호 발생부에 보정된 구동 전류를 피드백하는 램프신호 보정부를 포함하는 램프 신호 발생기;After charging the capacitive element prepared in advance using a predetermined reference power source, the capacitive element is discharged, and a lamp signal generator for outputting a signal indicating a discharge trend of charge as the lamp signal and a change in the slope of the lamp signal A lamp signal generator including a lamp signal corrector for feeding back the corrected driving current to the lamp signal generator so that the lamp signal is corrected and outputted; 상기 픽셀 어레이로부터의 픽셀 신호 및 상기 램프 신호를 입력받아, 입력된 두 신호를 비교하여 비교 신호를 출력하는 비교기;A comparator that receives the pixel signal and the ramp signal from the pixel array, compares the two input signals and outputs a comparison signal; 입력된 클럭 신호를 계수하는 카운터; 및A counter for counting the input clock signal; And 상기 비교 신호를 입력받아, 상기 비교 신호에 따라 상기 카운터의 카운터값을 저장하여 출력하는 래치를 포함하는 이미지 센서.And a latch configured to receive the comparison signal and store and output a counter value of the counter according to the comparison signal.
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