KR20190117105A - 이미지 센싱 장치 - Google Patents

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KR20190117105A
KR20190117105A KR1020180040204A KR20180040204A KR20190117105A KR 20190117105 A KR20190117105 A KR 20190117105A KR 1020180040204 A KR1020180040204 A KR 1020180040204A KR 20180040204 A KR20180040204 A KR 20180040204A KR 20190117105 A KR20190117105 A KR 20190117105A
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Abstract

본 발명의 일실시예는, 제1 주기마다 제1 전압 레벨 단위로 조절되는 제1 소오스 램프전압을 생성하기 위한 제1 소오스 램프전압 생성회로; 상기 제1 주기마다 상기 제1 전압 레벨 단위로 조절되되 상기 제1 소오스 램프전압과 예정된 전압 차이를 가지는 제2 소오스 램프전압을 생성하기 위한 제2 소오스 램프전압 생성회로; 및 상기 제1 및 제2 소오스 램프전압과 복수의 제어신호에 기초하여, 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기마다 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨 단위로 조절되는 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성회로를 포함하는 이미지 센싱 장치를 제공한다.

Description

이미지 센싱 장치{IMAGE SENSING DEVICE}
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이미지 센싱 장치에 관한 것이다.
이미지 센싱 장치는 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 이미지를 캡쳐(capture)하는 소자이다. 이미지 센싱 장치는 크게 CCD(Charge Coupled Device)를 이용한 이미지 센싱 장치와, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 이용한 이미지 센싱 장치로 구분될 수 있다. 최근에는 아날로그 및 디지털 제어회로를 하나의 집적회로(IC) 위에 직접 구현할 수 있는 장점으로 인하여 CMOS를 이용한 이미지 센싱 장치가 많이 이용되고 있다.
본 발명의 일실시예는 안정적인 계단파형을 가지는 램프전압을 생성 및 이용하는 이미지 센싱 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이미지 센싱 장치는, 제1 주기마다 제1 전압 레벨 단위로 조절되는 제1 소오스 램프전압을 생성하기 위한 제1 소오스 램프전압 생성회로; 상기 제1 주기마다 상기 제1 전압 레벨 단위로 조절되되 상기 제1 소오스 램프전압과 예정된 전압 차이를 가지는 제2 소오스 램프전압을 생성하기 위한 제2 소오스 램프전압 생성회로; 및 상기 제1 및 제2 소오스 램프전압과 복수의 제어신호에 기초하여, 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기마다 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨 단위로 조절되는 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성회로를 포함할 수 있다.
상기 예정된 전압 차이는 상기 제1 전압 레벨의 절반에 대응할 수 있다.
상기 제1 소오스 램프전압과 상기 제2 소오스 램프전압은 예정된 위상 차이를 가질 수 있다.
상기 예정된 위상 차이는 상기 제1 주기의 절반에 대응할 수 있다.
상기 제1 소오스 램프전압은 상기 제1 주기 중 초기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 높은 레벨을 가지고, 상기 제1 주기 중 후기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 낮은 레벨을 가질 수 있다.
상기 램프전압 생성회로는 상기 제1 소오스 램프전압과 상기 제2 소오스 램프전압 사이의 전압 레벨을 가질 수 있다.
상기 램프전압 생성회로는, 상기 제1 소오스 램프전압의 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 상기 복수의 제어신호에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제1 스위칭 소자; 및 상기 제2 소오스 램프전압의 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 복수의 반전 제어신호 - 상기 복수의 제어신호가 반전된 신호들임 - 에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 복수의 제어신호는 각각 상기 제1 주기마다 반복적으로 생성될 수 있고, 상기 제2 주기마다 순차적으로 활성화 또는 비활성화될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이미지 센싱 장치는, 코오스(coarse) 주기마다 코오스 전압 레벨 단위로 조절되는 제1 소오스 램프전압을 생성하고 상기 제1 소오스 램프전압을 제1 공급 노드로 출력하기 위한 제1 소오스 램프전압 생성회로; 상기 코오스 주기마다 상기 코오스 전압 레벨 단위로 조절되는 제2 소오스 램프전압을 생성하고 상기 제2 소오스 램프전압을 제2 공급 노드로 출력하기 위한 제2 소오스 램프전압 생성회로; 및 상기 제1 및 제2 공급 노드 사이에 접속되며, 복수의 제어신호에 기초하여 파인(fine) 주기마다 파인 전압 레벨 단위로 조절되는 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성회로를 포함할 수 있다.
상기 제1 소오스 램프전압과 상기 제2 소오스 램프전압은 예정된 전압 차이와 예정된 위상 차이를 가질 수 있다.
상기 예정된 전압 차이는 상기 코오스 전압 레벨의 절반에 대응할 수 있다.
상기 예정된 위상 차이는 상기 코오스 주기의 절반에 대응할 수 있다.
상기 제1 소오스 램프전압은 상기 코오스 주기 중 초기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 높은 레벨을 가질 수 있고, 상기 코오스 주기 중 후기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 낮은 레벨을 가질 수 있다.
상기 램프전압 생성회로는 상기 제1 소오스 램프전압과 상기 제2 소오스 램프전압 사이의 전압 레벨을 가질 수 있다.
상기 램프전압 생성회로는, 상기 제1 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 상기 복수의 제어신호에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제1 스위칭 소자; 및 상기 제2 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 복수의 반전 제어신호 - 상기 복수의 제어신호가 반전된 신호들임 - 에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 복수의 제어신호는 각각 상기 코오스 주기마다 반복적으로 생성될 수 있고, 상기 파인 주기마다 순차적으로 활성화 또는 비활성화될 수 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 이미지 센싱 장치는, 복수의 픽셀신호를 생성하기 위한 픽셀 어레이; 상기 복수의 픽셀신호와 램프전압에 기초하여 복수의 이미지 신호를 생성하기 위한 신호 변환기; 및 코오스 주기마다 코오스 전압 레벨 단위로 조절되는 제1 및 제2 소오스 램프전압을 이용하여, 상기 제1 및 제2 소오스 램프전압 사이의 전압 레벨을 가지며 파인 주기마다 파인 전압 레벨 단위로 조절되는 상기 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성기를 포함할 수 있다.
상기 제1 소오스 램프전압은 상기 코오스 주기 중 초기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 높은 레벨을 가질 수 있고, 상기 코오스 주기 중 후기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 낮은 레벨을 가질 수 있다.
상기 램프전압 생성기는, 상기 제1 소오스 램프전압을 생성하고 상기 제1 소오스 램프전압을 제1 공급 노드로 출력하기 위한 제1 소오스 램프전압 생성회로; 상기 제2 소오스 램프전압을 생성하고 상기 제2 소오스 램프전압을 제2 공급 노드로 출력하기 위한 제2 소오스 램프전압 생성회로; 및 상기 제1 및 제2 공급 노드 사이에 접속되며, 복수의 제어신호에 기초하여 상기 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성회로를 포함할 수 있다.
상기 램프전압 생성회로는, 상기 제1 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 상기 복수의 제어신호에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제1 스위칭 소자; 및 상기 제2 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 복수의 반전 제어신호 - 상기 복수의 제어신호가 반전된 신호들임 - 에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 안정적인 계단파형을 가지는 램프전압을 생성 및 이용함으로써, 고속 동작에 유리하면서도 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 램프전압 생성기의 블록 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 램프전압 생성회로의 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 램프전압 생성회로를 부연 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 도 1에 도시된 이미지 센싱 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "접속"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 접속"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 접속"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체의 기재에 있어서 일부 구성요소들을 단수형으로 기재하였다고 해서, 본 발명이 그에 국한되는 것은 아니며, 해당 구성요소가 복수 개로 이루어질 수 있음을 알 것이다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센싱 장치가 블록 구성도로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 이미지 센싱 장치(100)는 픽셀 어레이(110), 아날로그/디지털 변환기(120), 및 램프 전압 생성기(130)를 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(110)는 로우(row) 방향과 컬럼(column) 방향으로 배열된 X*Y개의 픽셀들(도면에 미도시)을 포함할 수 있다(X, Y 은 서로 같거나 다른 자연수). 픽셀 어레이(110)는 로우 단위의 제1 내지 제Y 픽셀신호(VPX<1:Y>)를 X번 순차적으로 출력할 수 있다. 예컨대, 픽셀 어레이(110)는 싱글 로우 구간마다 각각의 로우에 배열된 픽셀들로부터 제1 내지 제Y 픽셀신호(VPX<1:Y>)를 출력할 수 있다. 제1 내지 제Y 픽셀신호(VPX<1:Y>)는 각각 아날로그 신호일 수 있다.
신호 변환기(120)는 램프전압(VRAMP)과 제1 내지 제Y 픽셀신호(VPX<1:Y>)에 기초하여 제1 내지 제Y 픽셀신호(VPX<1:Y>)에 대응하는 제1 내지 제Y 이미지 신호(DOUT<1:Y>)를 생성할 수 있다. 제1 내지 제Y 이미지 신호(DOUT<1:Y>)는 각각 디지털 신호일 수 있다.
램프전압 생성기(130)는 상기 싱글 로우 구간에 대응하는 싱글 램프 구간마다 단계적으로 감소하는 램프전압(VRAMP)을 생성할 수 있다. 예컨대, 램프전압 생성기(130)는 제1 및 제2 소오스 램프전압(VR1, VR2)을 생성 및 이용하여 상기 제1 및 제2 소오스 램프전압 사이의 전압 레벨을 가지는 램프전압(VRAMP)을 생성할 수 있다.
이하에서는 픽셀 어레이(110)와 신호 변환기(120)는 공지공용의 기술이므로 그에 대한 자세한 설명을 생략하고, 본 발명의 요지와 관련된 램프전압 생성기(130)에 대하여 자세하게 설명하기로 한다.
도 2에는 도 1에 도시된 램프전압 생성기(130)가 블록 구성도로 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 램프전압 생성기(130)는 제1 소오스 램프전압 생성회로(131), 제2 소오스 램프전압 생성회로(133), 및 램프전압 생성회로(135)를 포함할 수 있다.
제1 소오스 램프전압 생성회로(131)는 코오스(coarse) 주기를 가지며 코오스 전압 레벨 단위로 감소하는 제1 소오스 램프전압(VR1)을 생성할 수 있다. 예컨대, 제1 소오스 램프전압 생성회로(131)는 가변 전류 기반의 램프전압 생성회로 또는 가변 저항 기반의 램프전압 생성회로를 포함할 수 있다.
제2 소오스 램프전압 생성회로(133)는 상기 코오스 주기를 가지며 상기 코오스 전압 레벨 단위로 감소하는 제2 소오스 램프전압(VR2)을 생성할 수 있다. 예컨대, 제2 소오스 램프전압 생성회로(133)는 상기 가변 전류 기반의 램프전압 생성회로 또는 상기 가변 저항 기반의 램프전압 생성회로를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 소오스 램프전압(VR1)과 제2 소오스 램프전압(VR2)은 예정된 전압 레벨 차이와 예정된 위상 차이를 가질 수 있다. 상기 예정된 전압 레벨 차이는 상기 코오스 전압 레벨의 절반에 대응할 수 있다. 상기 예정된 위상 차이는 상기 코오스 주기의 절반에 대응할 수 있다. 따라서, 제1 소오스 램프전압(VR1)은 상기 코오스 주기 중 초기 구간(또는 홀수 구간) 동안 제2 소오스 램프전압(VR2)보다 높은 레벨을 가질 수 있고, 상기 코오스 주기 중 후기 구간(또는 짝수 구간) 동안 제2 소오스 램프전압(VR2)보다 낮은 레벨을 가질 수 있다.
램프전압 생성회로(135)는 제1 및 제2 소오스 램프전압(VR1, VR2)과 제1 내지 제4 제어신호(S<1:4>)에 기초하여, 파인(fine) 주기마다 파인 전압 레벨 단위로 감소하는 램프전압(VRAMP)을 생성할 수 있다.
도 3에는 도 2에 도시된 램프전압 생성회로(135)가 회로도로 도시되어 있고, 도 4에는 도 3을 부연 설명하기 위한 회로도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 램프전압 생성회로(130)는 제1 내지 제8 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제1 내지 제8 스위칭 소자를 포함하는 것을 예로 들어 설명하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 그보다 작거나 많은 스위칭 소자들을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 스위칭 소자는 제1 소오스 램프전압(VR1)의 공급 노드와 램프전압(VRAMP)의 출력 노드 사이에 병렬로 접속될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 스위칭 소자는 제1 내지 제4 제어신호(S<1:4>)에 기초하여 순차적으로 스위칭될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 제어신호(S<1:4>)는 각각 상기 코오스 주기마다 반복적으로 생성될 수 있고, 상기 파인 주기마다 순차적으로 활성화 또는 비활성화될 수 있다.
상기 제5 내지 제8 스위칭 소자는 제2 소오스 램프전압(VR2)의 공급 노드와 램프전압(VRAMP)의 출력 노드 사이에 병렬로 접속될 수 있다. 상기 제5 내지 제8 스위칭 소자는 제1 내지 제4 반전 제어신호(SB<1:4>)에 기초하여 순차적으로 스위칭될 수 있다. 제1 내지 제4 반전 제어신호(SB<1:4>)는 각각 제1 내지 제4 제어신호(S<1:4>)를 반전함으로써 생성된 신호들일 수 있다.
참고로, 램프전압(VRAMP)은 제1 소오스 램프전압(VR1)과 제2 소오스 램프전압(VR2) 사이의 전압 레벨을 가질 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 접속 관계가 이루어지면, 램프전압(VRAMP)은 다음의 수학식 1과 같이 정의된 전압 레벨을 가질 수 있다.
Figure pat00001
여기서, 'R'은 상기 제1 내지 제8 스위칭 소자의 턴온 저항값들이 같다고 가정했을 때 각각의 스위칭 소자의 턴온 저항값을 말할 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센싱 장치(100)의 동작을 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에는 도 1에 도시된 이미지 센싱 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 타이밍도가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 제1 소오스 램프전압 생성회로(131)는 코오스 주기(4T*2)마다 코오스 전압 레벨(4LSB*2) 단위로 감소하는 제1 소오스 램프전압(VR1)을 생성할 수 있고, 제2 소오스 램프전압 생성회로(131)는 상기 코오스 주기(4T*2) 마다 상기 코오스 전압 레벨(4LSB*2) 단위로 감소하는 제2 소오스 램프전압(VR2)을 생성할 수 있다.
이때, 제1 소오스 램프전압(VR1)과 제2 소오스 램프전압(VR2)은 상기 코오스 전압 레벨(4LSB*2)의 절반에 대응하는 전압 레벨 차이(4LSB)를 가질 수 있고, 상기 코오스 주기(4T*2)의 절반에 대응하는 위상 차이(4T)를 가질 수 있다. 따라서, 제1 소오스 램프전압(VR1)은 상기 코오스 주기(4T*2) 중 초기 구간(또는 홀수 구간) 동안 제2 소오스 램프전압(VR2)보다 상기 전압 레벨 차이(4LSB)만큼 더 높은 레벨을 가질 수 있고, 상기 코오스 주기(4T*2) 중 후기 구간(또는 짝수 구간) 동안 제2 소오스 램프전압(VR2)보다 상기 전압 레벨 차이(4LSB)만큼 더 낮은 레벨을 가질 수 있다.
램프전압 생성회로(135)는 제1 및 제2 소오스 램프전압(VR1, VR2)과 제1 내지 제4 제어신호(S<1:4>)에 기초하여, 파인 주기(1T)마다 파인 전압 레벨(1LSB) 단위로 감소하는 램프전압(VRAMP)을 생성할 수 있다. 이를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다. 제1 내지 제4 제어신호(S<1:4>)는 각각 상기 코오스 주기(4T*2)마다 반복적으로 생성될 수 있고, 상기 파인 주기(1T)마다 순차적으로 활성화 또는 비활성화될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제8 스위칭 소자들이 상기 파인 주기(1T)마다 순차적으로 턴온 또는 턴오프되면서, 제1 소오스 램프전압(VR1)과 제2 소오스 램프전압(VR2) 사이의 전압 레벨을 가지며 상기 파인 주기(1T)마다 상기 파인 전압 레벨(1LSB) 단위로 감소하는 램프전압(VRAMP)이 생성될 수 있다.
한편, 픽셀 어레이(110)는 제1 내지 제Y 픽셀신호(VPX<1:Y>)를 출력할 수 있고, 신호 변환기(120)는 램프전압(VRAMP)과 제1 내지 제Y 픽셀신호(VPX<1:Y>)에 기초하여 제1 내지 제Y 픽셀신호(VPX<1:Y>)에 대응하는 제1 내지 제Y 이미지 신호(DOUT<1:Y>)를 생성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 코오스 단위로 조절되는 2개의 소오스 램프전압을 스위칭 소자들을 통해 전압 분배함으로써 파인 단위로 조절되되 안정적인 계단파형을 가지는 램프전압을 생성할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 이상에서 설명한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경으로 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 이미지 센싱 장치 110 : 픽셀 어레이
120 : 신호 변환기 130 : 램프전압 생성기
131 : 제1 소오스 램프전압 생성회로 133 : 제2 소오스 램프전압 생성회로
135 : 램프전압 생성회로

Claims (20)

  1. 제1 주기마다 제1 전압 레벨 단위로 조절되는 제1 소오스 램프전압을 생성하기 위한 제1 소오스 램프전압 생성회로;
    상기 제1 주기마다 상기 제1 전압 레벨 단위로 조절되되 상기 제1 소오스 램프전압과 예정된 전압 차이를 가지는 제2 소오스 램프전압을 생성하기 위한 제2 소오스 램프전압 생성회로; 및
    상기 제1 및 제2 소오스 램프전압과 복수의 제어신호에 기초하여, 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기마다 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨 단위로 조절되는 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성회로
    를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 예정된 전압 차이는 상기 제1 전압 레벨의 절반에 대응하는 이미지 센싱 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 소오스 램프전압과 상기 제2 소오스 램프전압은 예정된 위상 차이를 가지는 이미지 센싱 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 예정된 위상 차이는 상기 제1 주기의 절반에 대응하는 이미지 센싱 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 소오스 램프전압은 상기 제1 주기 중 초기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 높은 레벨을 가지고, 상기 제1 주기 중 후기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 낮은 레벨을 가지는 이미지 센싱 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 램프전압 생성회로는 상기 제1 소오스 램프전압과 상기 제2 소오스 램프전압 사이의 전압 레벨을 가지는 이미지 센싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 램프전압 생성회로는,
    상기 제1 소오스 램프전압의 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 상기 복수의 제어신호에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제1 스위칭 소자; 및
    상기 제2 소오스 램프전압의 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 복수의 반전 제어신호 - 상기 복수의 제어신호가 반전된 신호들임 - 에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제어신호는 각각 상기 제1 주기마다 반복적으로 생성되고, 상기 제2 주기마다 순차적으로 활성화 또는 비활성화되는 이미지 센싱 장치.
  9. 코오스(coarse) 주기마다 코오스 전압 레벨 단위로 조절되는 제1 소오스 램프전압을 생성하고 상기 제1 소오스 램프전압을 제1 공급 노드로 출력하기 위한 제1 소오스 램프전압 생성회로;
    상기 코오스 주기마다 상기 코오스 전압 레벨 단위로 조절되는 제2 소오스 램프전압을 생성하고 상기 제2 소오스 램프전압을 제2 공급 노드로 출력하기 위한 제2 소오스 램프전압 생성회로; 및
    상기 제1 및 제2 공급 노드 사이에 접속되며, 복수의 제어신호에 기초하여 파인(fine) 주기마다 파인 전압 레벨 단위로 조절되는 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성회로
    를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 소오스 램프전압과 상기 제2 소오스 램프전압은 예정된 전압 차이와 예정된 위상 차이를 가지는 이미지 센싱 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 예정된 전압 차이는 상기 코오스 전압 레벨의 절반에 대응하는 이미지 센싱 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 예정된 위상 차이는 상기 코오스 주기의 절반에 대응하는 이미지 센싱 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 소오스 램프전압은 상기 코오스 주기 중 초기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 높은 레벨을 가지고, 상기 코오스 주기 중 후기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 낮은 레벨을 가지는 이미지 센싱 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 램프전압 생성회로는 상기 제1 소오스 램프전압과 상기 제2 소오스 램프전압 사이의 전압 레벨을 가지는 이미지 센싱 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 램프전압 생성회로는,
    상기 제1 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 상기 복수의 제어신호에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제1 스위칭 소자; 및
    상기 제2 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 복수의 반전 제어신호 - 상기 복수의 제어신호가 반전된 신호들임 - 에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 제어신호는 각각 상기 코오스 주기마다 반복적으로 생성되고, 상기 파인 주기마다 순차적으로 활성화 또는 비활성화되는 이미지 센싱 장치.
  17. 복수의 픽셀신호를 생성하기 위한 픽셀 어레이;
    상기 복수의 픽셀신호와 램프전압에 기초하여 복수의 이미지 신호를 생성하기 위한 신호 변환기; 및
    코오스 주기마다 코오스 전압 레벨 단위로 조절되는 제1 및 제2 소오스 램프전압을 이용하여, 상기 제1 및 제2 소오스 램프전압 사이의 전압 레벨을 가지며 파인 주기마다 파인 전압 레벨 단위로 조절되는 상기 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성기
    를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 소오스 램프전압은 상기 코오스 주기 중 초기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 높은 레벨을 가지고, 상기 코오스 주기 중 후기 구간 동안 상기 제2 소오스 램프전압보다 낮은 레벨을 가지는 이미지 센싱 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 램프전압 생성기는,
    상기 제1 소오스 램프전압을 생성하고 상기 제1 소오스 램프전압을 제1 공급 노드로 출력하기 위한 제1 소오스 램프전압 생성회로;
    상기 제2 소오스 램프전압을 생성하고 상기 제2 소오스 램프전압을 제2 공급 노드로 출력하기 위한 제2 소오스 램프전압 생성회로; 및
    상기 제1 및 제2 공급 노드 사이에 접속되며, 복수의 제어신호에 기초하여 상기 램프전압을 생성하기 위한 램프전압 생성회로를 포함하는 이미지 센싱 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 램프전압 생성회로는,
    상기 제1 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 상기 복수의 제어신호에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제1 스위칭 소자; 및
    상기 제2 공급 노드와 상기 램프전압의 출력 노드 사이에 병렬로 접속되고, 복수의 반전 제어신호 - 상기 복수의 제어신호가 반전된 신호들임 - 에 기초하여 순차적으로 제어되는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하는 이미지 센싱 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220075666A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 에스케이하이닉스 주식회사 램프 전압 생성기 및 이미지 센서

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011250009A (ja) * 2010-05-25 2011-12-08 Olympus Corp データ選択回路、データ転送回路、ランプ波生成回路、および固体撮像装置
US20130075589A1 (en) * 2011-09-26 2013-03-28 Olympus Corporation Ramp wave generation circuit and solid-state imaging device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7924207B2 (en) * 2006-08-31 2011-04-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Single slope analog-to-digital converter
JP4774064B2 (ja) * 2008-02-07 2011-09-14 シャープ株式会社 A/d変換回路及び固体撮像装置
KR20100063269A (ko) * 2008-12-03 2010-06-11 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
JP2011041205A (ja) * 2009-08-18 2011-02-24 Panasonic Corp 電圧発生回路、デジタルアナログ変換器、ランプ波発生回路、アナログデジタル変換器、イメージセンサシステム及び電圧発生方法
JP2012019411A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Toshiba Corp 固体撮像装置
KR101648066B1 (ko) 2010-10-22 2016-08-12 삼성전자주식회사 아날로그-디지털 컨버터 및 이를 포함하는 이미지 센서
KR101705045B1 (ko) * 2010-11-09 2017-02-10 삼성전자주식회사 아날로그 투 디지털 컨버터, 이를 포함하는 이미지 센서 및 아날로그 투 디지털 변환 방법
US8432192B2 (en) * 2011-05-20 2013-04-30 Maxim Integrated Products, Inc. 2-phase threshold detector based circuits
JP5734121B2 (ja) * 2011-07-15 2015-06-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 固体撮像装置
KR102195409B1 (ko) * 2014-05-29 2020-12-30 삼성전자주식회사 램프 신호 보정 장치와 방법 및 이를 포함하는 이미지 센서
KR20160103302A (ko) * 2015-02-24 2016-09-01 에스케이하이닉스 주식회사 램프전압 제너레이터 및 그를 포함하는 이미지 센싱 장치
KR20160109002A (ko) * 2015-03-09 2016-09-21 에스케이하이닉스 주식회사 출력 극성 변환을 이용한 전치 증폭기 및 그를 이용한 비교기와 아날로그-디지털 변환 장치
EP3119081B1 (en) * 2015-07-16 2018-09-19 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus and imaging system
CN105680862A (zh) * 2016-03-18 2016-06-15 长春长光辰芯光电技术有限公司 一种用于图像传感器的高速高精度模数转换方法及其装置
US9893740B1 (en) * 2017-01-13 2018-02-13 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for an analog-to-digital converter
CN107196657A (zh) * 2017-04-24 2017-09-22 天津大学 单斜和逐次逼近相结合的列级模数转换器
US10205463B1 (en) * 2018-07-18 2019-02-12 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Dual-gain single-slope ADC with digital CDS

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011250009A (ja) * 2010-05-25 2011-12-08 Olympus Corp データ選択回路、データ転送回路、ランプ波生成回路、および固体撮像装置
US20130075589A1 (en) * 2011-09-26 2013-03-28 Olympus Corporation Ramp wave generation circuit and solid-state imaging device

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