KR100785528B1 - Image sensor and pixel array of image sensors with wide operating range - Google Patents
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Abstract
본 발명은 넓은 동작 범위를 가지는 이미지 센서 및 이미지 센서의 픽셀 어레이에 관한 것으로, 특히 서로 다른 노출 정도를 가지는 픽셀 쌍을 통해 노출 정도가 다른 이미지를 획득하고, 결합함으로써 넓은 조도 범위의 이미지를 생성하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor having a wide operating range and a pixel array of the image sensor. In particular, an image having a wide illumination range is generated by acquiring and combining images having different exposure levels through pixel pairs having different exposure levels. It's about technology.
본 발명에 의한 이미지 센서의 픽셀 어레이는 노출시간이 상이하고, 동일한 로우 상에 인접하여 배열된 복수 개의 픽셀로 이루어지는 단위픽셀그룹이 격자형으로 배열되는 것을 특징으로 한다.The pixel array of the image sensor according to the present invention is characterized in that the unit pixel groups composed of a plurality of pixels arranged adjacent to each other on the same row have different exposure times, and are arranged in a grid.
또한, 본 발명에 의한 이미지 센서는 노출시간이 상이한 복수 개의 픽셀로 이루어지는 단위픽셀그룹이 격자형으로 배열되는 픽셀 어레이; 픽셀 어레이의 동작에 필요한 구동신호를 생성하는 로우 드라이버; 및 픽셀 어레이에서 출력되는 센싱 신호를 입력받아, 짝수 컬럼의 신호와 홀수 컬럼의 신호를 분리하여 출력하는 출력회로를 포함한다.In addition, an image sensor according to the present invention includes a pixel array in which a unit pixel group including a plurality of pixels having different exposure times is arranged in a lattice shape; A row driver for generating driving signals for operation of the pixel array; And an output circuit for receiving a sensing signal output from the pixel array and separating and outputting an even column signal and an odd column signal.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬럼 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서를 도시하는 블록도.1 is a block diagram showing an image sensor for varying the degree of exposure for each column according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 이미지 센서에 의한 이미지의 출력예를 도시하는 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating an output example of an image by the image sensor of FIG. 1. FIG.
도 3은 컬럼 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서의 픽셀 쌍의 회로도.3 is a circuit diagram of pixel pairs of an image sensor for varying the degree of exposure for each column.
도 4는 컬럼 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서의 픽셀 쌍의 다른 회로도.4 is another circuit diagram of a pixel pair of an image sensor for varying the degree of exposure for each column.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로우 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서를 도시하는 블록도.5 is a block diagram illustrating an image sensor for varying an exposure level for each row according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 이미지 센서에 의한 이미지의 출력예를 도시하는 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating an output example of an image by the image sensor of FIG. 5. FIG.
도 7은 로우 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서의 픽셀 쌍의 회로도.7 is a circuit diagram of a pixel pair of an image sensor for varying the degree of exposure for each row.
도 8은 로우 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서의 픽셀 쌍의 다른 회로도.8 is another circuit diagram of a pixel pair of an image sensor that varies the degree of exposure on a row-by-row basis.
< 도면의 주요 부분의 부호의 설명 ><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
10,310 : 로우 드라이버 20,320 : 픽셀 어레이10,310: low driver 20,320: pixel array
30,330 : 출력회로 30,330: Output circuit
100,101,200,201,400,401,500,501 : 포토 다이오드100,101,200,201,400,401,500,501: Photodiode
110,111,410,411 : 전송 트랜지스터110,111,410,411: transfer transistor
120,121,210,211,420,421,510,511 : 리셋 트랜지스터120,121,210,211,420,421,510,511: reset transistor
130,131,220,221,430,431,520,521 : 드라이브 트랜지스터130,131,220,221,430,431,520,521: drive transistor
140,141,230,231,440,441,530,531 : 셀렉터 트랜지스터140,141,230,231,440,441,530,531: selector transistor
본 발명은 넓은 동작 범위를 가지는 이미지 센서 및 이미지 센서의 픽셀 어레이에 관한 것으로, 특히 서로 다른 노출 정도를 가지는 픽셀 쌍을 통해 노출 정도가 다른 이미지를 획득하고, 결합함으로써 넓은 조도 범위의 이미지를 생성하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 이미지 센서란 빛의 에너지에 반응하는 반도체 장치의 성질을 이용하여, 이미지를 찍어(capture) 내는 장치를 말한다. 자연계에 존재하는 각 피사체에서 발생되는 빛은 파장 등에서 고유의 값을 가진다. 이미지 센서의 픽셀은 각 피사체에서 발생하는 빛을 감지하여, 전기적인 신호로 변환한다. 즉, 이미지 센서의 픽셀은 피사체에서 발생되는 빛의 파장에 따른 전기적인 신호를 발생한다. 이미지 센서는 이러한 전기적인 신호를 이용하여, 피사체의 영상을 인식한다.In general, an image sensor refers to a device that captures an image by using a property of a semiconductor device that responds to energy of light. Light generated from each subject existing in the natural world has a unique value in wavelength and the like. The pixel of the image sensor detects light generated from each subject and converts it into an electrical signal. That is, the pixel of the image sensor generates an electrical signal according to the wavelength of light generated from the subject. The image sensor recognizes an image of the subject by using the electrical signal.
그런데, 일반적인 이미지 센서는 인식가능한 조도의 대역에 한계가 있다. 즉, 극히 밝은 부분과 어두운 부분이 공존하는 영상을 촬영하게 되면, 밝은 부분은 잘 표현되고 어두운 부분은 전체적으로 검게 표현되어 버리거나, 어두운 부분의 물체는 잘 구별되어 보이지만 밝은 부분의 영상은 온통 하얗게 되어 버리거나 하여, 어두운 부분과 밝은 부분 모두의 정보를 손실 없이 획득하기 어려운 문제점이 있다.However, the general image sensor has a limitation in the band of illuminance that can be recognized. In other words, if you shoot an image where extremely bright and dark parts coexist, the bright parts are well expressed and the dark parts are generally black, or the objects in the dark parts are well distinguished, but the bright parts are all white. Thus, there is a problem that it is difficult to obtain information of both dark and bright parts without loss.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 서로 다른 노출 정도를 가지는 픽셀 쌍을 통해 노출 정도가 다른 이미지를 획득하고, 결합함으로써 넓은 조도 범위의 이미지를 생성할 수 있는 넓은 동작 범위를 가지는 이미지 센서 및 이미지 센서의 픽셀 어레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention obtains an image having different exposure levels through a pair of pixels having different exposure levels, and combines an image sensor and an image sensor having a wide operating range capable of generating an image of a wide illumination range. It is an object to provide a pixel array of.
본 발명에 의한 이미지 센서의 픽셀 어레이는 노출시간이 상이하고, 동일한 로우 상에 인접하여 배열된 복수 개의 픽셀로 이루어지는 단위픽셀그룹이 격자형으로 배열되는 것을 특징으로 한다.The pixel array of the image sensor according to the present invention is characterized in that the unit pixel groups composed of a plurality of pixels arranged adjacent to each other on the same row have different exposure times, and are arranged in a grid.
또한, 본 발명에 의한 이미지 센서는 노출시간이 상이한 복수 개의 픽셀로 이루어지는 단위픽셀그룹이 격자형으로 배열되는 픽셀 어레이; 픽셀 어레이의 동작에 필요한 구동신호를 생성하는 로우 드라이버; 및 픽셀 어레이에서 출력되는 센싱 신호를 입력받아, 짝수 컬럼의 신호와 홀수 컬럼의 신호를 분리하여 출력하는 출력회로를 포함한다.In addition, an image sensor according to the present invention includes a pixel array in which a unit pixel group including a plurality of pixels having different exposure times is arranged in a lattice shape; A row driver for generating driving signals for operation of the pixel array; And an output circuit for receiving a sensing signal output from the pixel array and separating and outputting an even column signal and an odd column signal.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설 명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬럼 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서를 도시하는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an image sensor for varying an exposure degree for each column according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 컬럼 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서는 로우 드라이버(10), 픽셀 어레이(20), 출력 회로(30)로 구성된다.Referring to FIG. 1, an image sensor having a different exposure level for each column includes a
로우 드라이브(10)는 픽셀 어레이(20)의 동작에 필요한 구동신호를 생성하여 출력한다.The
픽셀 어레이(20)는 복수 개의 로우과 컬럼으로 이루어지는 픽셀들로 구성되는 데, 픽셀들의 각 로우는 같은 색상을 인식하는 두 개의 픽셀씩 쌍을 이루어(단위픽셀그룹), 다른 색상을 인식하는 픽셀 쌍과 번갈아 배열된다. 즉, R(Red), G(Green), B(Blue) 픽셀로 구성된다면, 각 로우는 RRGGRRGG..., GGBBGGBB... 등의 패턴으로 형성된다. 픽셀 쌍을 이루는 두 개의 픽셀 각각은 서로 다른 노출시간을 갖는다.The
여기서는 단위픽셀그룹이 두 개의 픽셀로 이루어지는 경우를 예시하였으나, 단위픽셀그룹은 셋 이상의 픽셀로도 구성될 수 있다. 이 경우 셋 이상의 픽셀은 서로 다른 노출시간을 갖는다.Here, although the unit pixel group is composed of two pixels, the unit pixel group may include three or more pixels. In this case, three or more pixels have different exposure times.
출력회로(30)는 픽셀 어레이(20)에서 출력되는 센싱 신호를 입력받아, 짝수 컬럼의 신호와 홀수 컬럼의 신호를 분리하여 출력한다.The
도 2는 도 1의 이미지 센서에 의한 이미지의 출력예를 도시하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an output example of an image by the image sensor of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 픽셀 어레이가 1280*480의 픽셀로 구성된다면, 노출 정도 가 다른 짝수 컬럼의 640*480의 픽셀 신호와 홀수 컬럼의 640*480의 픽셀 신호로 분리되어 출력된다.Referring to FIG. 2, if the pixel array is composed of 1280 * 480 pixels, the pixel array is separated into 640 * 480 pixel signals of even columns having different exposure levels and 640 * 480 pixel signals of odd columns.
도 3은 컬럼 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서의 픽셀 쌍의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a pixel pair of an image sensor for varying the degree of exposure for each column.
도 3을 참조하면, 각 픽셀은 포토 다이오드(100,101), 전송 트랜지스터(110,111), 리셋 트랜지스터(120,121), 드라이브 트랜지스터(130,131) 및 셀렉터 트랜지스터(140,141)로 구성된다.Referring to FIG. 3, each pixel includes a
포토 다이오드(100,101)는 외부의 빛을 흡수하여 광전하를 생성한다.The
전송 트랜지스터(110,111)는 포토 다이오드(100,101)로부터의 광전하를 선택적으로 센싱 노드(N1,N2)로 전달한다.The
리셋 트랜지스터(120,121)는 전원단(VDD)과 센싱 노드(N1,N2) 사이에 접속되어, 센싱 노드(N1,N2)를 리셋시킨다.The
드라이브 트랜지스터(130,131)는 일측이 전원단(VDD)에 연결되며, 센싱 노드(N1,N2)에 대응되는 전기적 신호의 전달 및 증폭 기능을 수행한다.One side of the
셀렉트 트랜지스터(140,141)는 드라이브 트랜지스터(130,131)의 타측에 연결되며, 센싱된 신호를 출력한다.The
로우 드라이버(10)에서 출력되는 제 1 전송 신호(TX1), 제 2 전송 신호(TX2), 리셋 신호(RS), 라인 셀렉트 신호(LS)는 다음과 같이 각 픽셀 쌍에 인가된다.The first transmission signal TX1, the second transmission signal TX2, the reset signal RS, and the line select signal LS output from the
제 1 전송 신호(TX1)는 픽셀 쌍 중 첫 번째 픽셀(홀수 컬럼)의 전송 트랜지 스터(110)의 게이트에 인가된다.The first transmission signal TX1 is applied to the gate of the
제 2 전송 신호(TX2)는 픽셀 쌍 중 두 번째 픽셀(짝수 컬럼)의 전송 트랜지스터(111)의 게이트에 인가된다.The second transfer signal TX2 is applied to the gate of the
리셋 신호(RS)는 픽셀 쌍의 첫 번째 리셋 트랜지스터(120), 두 번째 리셋 트랜지스터(121)의 게이트에 공통으로 인가된다.The reset signal RS is commonly applied to the gates of the
라인 셀렉트 신호(LS)는 픽셀 쌍의 첫 번째 셀렉트 트랜지스터(140), 두 번째 셀렉트 트랜지스터(141)의 게이트에 공통으로 인가된다.The line select signal LS is commonly applied to the gates of the first
각 픽셀의 노출시간은 리셋 신호(RS)와 전송 신호(TX1,TX2)가 동시에 인에이블된 시점부터, 라인 셀렉트 신호(LS)가 인에이블되어 센싱된 신호가 출력되기까지의 시간이다.The exposure time of each pixel is a time from when the reset signal RS and the transmission signals TX1 and TX2 are simultaneously enabled, until the line select signal LS is enabled and the sensed signal is output.
라인 셀렉트 신호(LS)는 짝수 컬럼과 홀수 컬럼의 픽셀에 대해 공통으로 인에이블되므로, 리셋 신호(RS)가 인에이블된 상태에서 제 1 전송 신호(TX1)와 제 2 전송 신호(TX2)가 일정시간 간격을 두고 인에이블되면, 그 시간 간격만큼 짝수 컬럼과 홀수 컬럼의 픽셀의 노출 정도는 달라지게 된다.Since the line select signal LS is commonly enabled for the pixels of the even columns and the odd columns, the first transmission signal TX1 and the second transmission signal TX2 are constant while the reset signal RS is enabled. When enabled at time intervals, the exposure degree of pixels of even and odd columns is changed by the time interval.
도 4는 컬럼 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서의 픽셀 쌍의 다른 회로도이다.4 is another circuit diagram of pixel pairs of an image sensor for varying the degree of exposure for each column.
도 4를 참조하면, 각 픽셀은 포토 다이오드(200,201), 리셋 트랜지스터(210,211), 드라이브 트랜지스터(220,221) 및 셀렉터 트랜지스터(230,231)로 구성된다.Referring to FIG. 4, each pixel includes
포토 다이오드(200,201)는 외부의 빛을 흡수하여 광전하를 생성한다.The
리셋 트랜지스터(210,211)는 전원단(VDD)과 센싱 노드(N3,N4) 사이에 접속되어, 센싱 노드(N3,N4)를 리셋시킨다.The
드라이브 트랜지스터(220,221)는 일측이 전원단(VDD)에 연결되며, 센싱 노드(N3,N4)에 대응되는 전기적 신호의 전달 및 증폭 기능을 수행한다.One side of the
셀렉트 트랜지스터(230,231)는 드라이브 트랜지스터(220,221)의 타측에 연결되며, 센싱된 신호를 출력한다.The
로우 드라이버(10)에서 출력되는 제 1 리셋 신호(RS1), 제 2 리셋 신호(RS2), 라인 셀렉트 신호(LS)는 다음과 같이 각 픽셀 쌍에 인가된다.The first reset signal RS1, the second reset signal RS2, and the line select signal LS output from the
제 1 리셋 신호(RS1)는 픽셀 쌍 중 첫 번째 픽셀(홀수 컬럼)의 리셋 트랜지스터(210)의 게이트에 인가된다.The first reset signal RS1 is applied to the gate of the
제 2 리셋 신호(RS2)는 픽셀 쌍 중 두 번째 픽셀(짝수 컬럼)의 리셋 트랜지스터(211)의 게이트에 인가된다.The second reset signal RS2 is applied to the gate of the
라인 셀렉트 신호(LS)는 픽셀 쌍의 첫 번째 셀렉트 트랜지스터(230), 두 번째 셀렉트 트랜지스터(231)의 게이트에 인가된다.The line select signal LS is applied to the gates of the first
각 픽셀의 노출시간은 리셋신호(RS1,RS2)가 인에이블 된 시점부터, 라인 셀렉트 신호(LS)가 인에이블되어 센싱된 신호가 출력되기까지의 시간이다.The exposure time of each pixel is a time from when the reset signals RS1 and RS2 are enabled until the line select signal LS is enabled and the sensed signal is output.
라인 셀렉트 신호(LS)는 짝수 컬럼과 홀수 컬럼의 픽셀에 대해 공통으로 인에이블되므로, 제 1 리셋 신호(RS1)와 제 2 리셋 신호(RS2)가 일정시간 간격을 두고 인에이블되면, 그 시간 간격만큼 짝수 컬럼과 홀수 컬럼의 픽셀의 노출 정도는 달라지게 된다.Since the line select signal LS is commonly enabled for the pixels of the even column and the odd column, when the first reset signal RS1 and the second reset signal RS2 are enabled at a predetermined time interval, the time interval is As a result, the exposure degree of pixels of even and odd columns is changed.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로우 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서를 도시하는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating an image sensor for varying an exposure level for each row according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 로우 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서는 로우 드라이버(310), 픽셀 어레이(320), 출력 회로(330)로 구성된다.Referring to FIG. 5, an image sensor having a different exposure level for each row includes a
로우 드라이브(310)는 픽셀 어레이(320)의 동작에 필요한 구동신호를 생성하여 출력한다.The row drive 310 generates and outputs a driving signal necessary for the operation of the
픽셀 어레이(320)는 복수 개의 로우과 컬럼으로 이루어지는 픽셀들로 구성되는 데, 픽셀들의 각 컬럼은 같은 색상을 인식하는 두 개의 픽셀씩 쌍을 이루어(단위픽셀그룹), 다른 색상을 인식하는 픽셀 쌍과 번갈아 배열된다. 즉, R(Red), G(Green), B(Blue) 픽셀로 구성된다면, 각 컬럼은 RRGGRRGG..., GGBBGGBB... 등의 패턴으로 형성된다. 픽셀 쌍을 이루는 두 개의 픽셀 각각은 서로 다른 노출시간을 갖는다.The
여기서는 단위픽셀그룹이 두 개의 픽셀로 이루어지는 경우를 예시하였으나, 단위픽셀그룹은 셋 이상의 픽셀로도 구성될 수 있다. 이 경우 셋 이상의 픽셀은 서로 다른 노출시간을 갖는다.Here, although the unit pixel group is composed of two pixels, the unit pixel group may include three or more pixels. In this case, three or more pixels have different exposure times.
출력회로(330)는 픽셀 어레이(320)에서 출력되는 센싱 신호를 입력받아, 짝수 로우의 신호와 홀수 로우의 신호를 분리하여 출력한다.The
도 6은 도 5의 이미지 센서에 의한 이미지의 출력예를 도시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating an output example of an image by the image sensor of FIG. 5.
도 6을 참조하면, 픽셀 어레이가 640*960의 픽셀로 구성된다면, 노출 정도가 다른 짝수 로우의 640*480의 픽셀 신호와 홀수 로우의 640*480의 픽셀 신호로 분리 되어 출력된다.Referring to FIG. 6, if the pixel array is composed of 640 * 960 pixels, the pixel array may be divided into an even row of 640 * 480 pixel signals and an odd row of 640 * 480 pixel signals.
도 7은 로우 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서의 픽셀 쌍의 회로도이다.7 is a circuit diagram of a pixel pair of an image sensor for varying the degree of exposure for each row.
도 7을 참조하면, 각 픽셀은 포토 다이오드(400,401), 전송 트랜지스터(410,411), 리셋 트랜지스터(420,421), 드라이브 트랜지스터(430,431) 및 셀렉터 트랜지스터(440,441)로 구성된다.Referring to FIG. 7, each pixel includes a
포토 다이오드(400,401)는 외부의 빛을 흡수하여 광전하를 생성한다.The
전송 트랜지스터(410,411)는 포토 다이오드(400,401)로부터의 광전하를 선택적으로 센싱 노드(N5,N6)로 전달한다.The
리셋 트랜지스터(420,421)는 전원단(VDD)과 센싱 노드(N5,N6) 사이에 접속되어, 센싱 노드(N5,N6)를 리셋시킨다.The
드라이브 트랜지스터(430,431)는 일측이 전원단(VDD)에 연결되며, 센싱 노드(N5,N6)에 대응되는 전기적 신호의 전달 및 증폭 기능을 수행한다.One side of the
셀렉트 트랜지스터(440,441)는 드라이브 트랜지스터(430,431)의 타측에 연결되며, 센싱된 신호를 출력한다.The
로우 드라이버(310)에서 출력되는 제 1 전송 신호(TX1), 제 2 전송 신호(TX2), 제 1 리셋 신호(RS1), 제 2 리셋 신호(RS2), 라인 셀렉트 신호(LS)는 다음과 같이 각 픽셀 쌍에 인가된다.The first transmission signal TX1, the second transmission signal TX2, the first reset signal RS1, the second reset signal RS2, and the line select signal LS output from the
제 1 전송 신호(TX1)는 픽셀 쌍 중 첫 번째 픽셀(홀수 로우)의 전송 트랜지스터(410)의 게이트에 인가된다.The first transfer signal TX1 is applied to the gate of the
제 2 전송 신호(TX2)는 픽셀 쌍 중 두 번째 픽셀(짝수 로우)의 전송 트랜지스터(411)의 게이트에 인가된다.The second transfer signal TX2 is applied to the gate of the
제 1 리셋 신호(RS1)는 픽셀 쌍 중 첫 번째 픽셀(홀수 로우)의 리셋 트랜지스터(420)의 게이트에 인가된다.The first reset signal RS1 is applied to the gate of the
제 2 리셋 신호(RS2)는 픽셀 쌍 중 두 번째 픽셀(짝수 로우)의 리셋 트랜지스터(421)의 게이트에 인가된다.The second reset signal RS2 is applied to the gate of the
라인 셀렉트 신호(LS)는 픽셀 쌍의 첫 번째 셀렉트 트랜지스터(440), 두 번째 셀렉트 트랜지스터(441)의 게이트에 공통으로 인가된다.The line select signal LS is commonly applied to the gates of the first
각 픽셀의 노출시간은 리셋 신호(RS1,RS2)와 전송 신호(TX1,TX2)가 동시에 인에이블 된 시점부터, 라인 셀렉트 신호(LS)가 인에이블되어 센싱된 신호가 출력되기까지의 시간이다.The exposure time of each pixel is a time from when the reset signals RS1 and RS2 and the transmission signals TX1 and TX2 are simultaneously enabled until the line select signal LS is enabled and the sensed signal is output.
라인 셀렉트 신호(LS)는 짝수 로우과 홀수 로우의 픽셀에 대해 공통으로 인에이블되므로, 제 1 전송 신호(TX1)와 제 2 전송 신호(TX2)가 일정시간 간격을 두고 인에이블되면, 그 시간 간격만큼 짝수 로우과 홀수 로우의 픽셀의 노출 정도는 달라지게 된다.Since the line select signal LS is commonly enabled for the pixels of even and odd rows, when the first transmission signal TX1 and the second transmission signal TX2 are enabled at a predetermined time interval, The exposure of the pixels on even and odd rows will be different.
도 8은 로우 별로 노출 정도를 다르게 하는 이미지 센서의 픽셀 쌍의 다른 회로도이다.8 is another circuit diagram of a pixel pair of an image sensor for varying the degree of exposure for each row.
도 8을 참조하면, 각 픽셀은 포토 다이오드(500,501), 리셋 트랜지스터(510,511), 드라이브 트랜지스터(520,521) 및 셀렉터 트랜지스터(530,531)로 구성된다.Referring to FIG. 8, each pixel includes a
포토 다이오드(500,501)는 외부의 빛을 흡수하여 광전하를 생성한다.The
리셋 트랜지스터(510,511)는 전원단(VDD)과 센싱 노드(N7,N8) 사이에 접속되어, 센싱 노드(N7,N8)를 리셋시킨다.The
드라이브 트랜지스터(520,521)는 일측이 전원단(VDD)에 연결되며, 센싱 노드(N7,N8)에 대응되는 전기적 신호의 전달 및 증폭 기능을 수행한다.One side of the
셀렉트 트랜지스터(530,531)는 드라이브 트랜지스터(520,521)의 타측에 연결되며, 센싱된 신호를 출력한다.The
로우 드라이버(310)에서 출력되는 제 1 리셋 신호(RS1), 제 2 리셋 신호(RS2), 라인 셀렉트 신호(LS)는 다음과 같이 각 픽셀 쌍에 인가된다.The first reset signal RS1, the second reset signal RS2, and the line select signal LS output from the
제 1 리셋 신호(RS1)는 픽셀 쌍 중 첫 번째 픽셀(홀수 로우)의 리셋 트랜지스터(510)의 게이트에 인가된다.The first reset signal RS1 is applied to the gate of the
제 2 리셋 신호(RS2)는 픽셀 쌍 중 두 번째 픽셀(짝수 로우)의 리셋 트랜지스터(511)의 게이트에 인가된다.The second reset signal RS2 is applied to the gate of the
라인 셀렉트 신호(LS)는 픽셀 쌍의 첫 번째 셀렉트 트랜지스터(530), 두 번째 셀렉트 트랜지스터(531)의 게이트에 인가된다.The line select signal LS is applied to the gates of the first
각 픽셀의 노출시간은 리셋신호(RS1,RS2)가 인에이블 된 시점부터, 라인 셀렉트 신호(LS)가 인에이블되어 센싱된 신호가 출력되기까지의 시간이다.The exposure time of each pixel is a time from when the reset signals RS1 and RS2 are enabled until the line select signal LS is enabled and the sensed signal is output.
라인 셀렉트 신호(LS)는 짝수 로우와 홀수 로우의 픽셀에 대해 공통으로 인에이블되므로, 제 1 리셋 신호(RS1)와 제 2 리셋 신호(RS2)가 일정시간 간격을 두고 인에이블되면, 그 시간 간격만큼 짝수 로우과 홀수 로우의 픽셀의 노출 정도는 달라지게 된다.Since the line select signal LS is commonly enabled for the pixels of even and odd rows, when the first reset signal RS1 and the second reset signal RS2 are enabled at a predetermined time interval, the time interval is As a result, the exposure degree of pixels of even rows and odd rows is changed.
본 발명에 따른 넓은 동작 범위를 가지는 이미지 센서 및 이미지 센서의 픽셀 어레이의 효과는 다음과 같다.Effects of the image sensor having a wide operating range and the pixel array of the image sensor according to the present invention are as follows.
첫째, 서로 다른 노출 정도를 가지는 픽셀 쌍을 통해 노출 정도가 다른 이미지를 획득하고, 결합함으로써 넓은 조도 범위의 이미지를 생성할 수 있다.First, an image having a wide exposure range may be generated by acquiring and combining an image having different exposure levels through pixel pairs having different exposure levels.
둘째, 여러 개의 이미지를 저장하기 위해 별도의 프레임 버퍼를 사용할 필요가 없다.Second, there is no need to use a separate frame buffer to store multiple images.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, replacements and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
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