JP4773914B2 - 画質改善のために自動的に較正されたランプ信号を用いたイメージセンサ及びその方法 - Google Patents
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Description
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、電子カメラに利用されるイメージセンサでチャンネル別にランプ信号の傾斜度を自動的に較正して、良質のISP(Image Signal Processing)を可能にする駆動方法を提供することにある。
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することによって本発明を詳細に説明する。各図面に付された同一参照符号は、同一部材を示す。
第1 NANDロジック524−1は、WZチェック部523の出力とフィードバックされる状態制御信号とのNAND演算結果を出力する。第2インバータ524−2は、NZチェック部522の出力を反転する。第2 NANDロジック524−3は、第1 NANDロジック524−1の出力及び第2インバータ524−2の出力のNAND演算結果を出力する。フリップ・フロップ524−4は、入力クロック信号CLKに同期して、第2 NANDロジック524−3の出力を状態制御信号として出力する。
110 APSアレイ
120 ロードライバ
130 CDS回路アレイ
140 ランプ信号生成部
150 ADC
151 カウンタ
152 ラッチ回路アレイ
SEL 行選択信号
VRES リセット信号
VSIG 映像信号
VRAMP ランプ信号
TGT デジタル目標コード
DELTA、VLOW、VHIGH アナログ基準電圧
VCDS 出力信号
Claims (21)
- 2次元行列形態で複数のピクセルを有し、選択される行の各ピクセルでリセット信号及び映像信号を生成するAPSアレイと、
前記APSアレイの各カラムごとに配置される、CDS回路から構成されるCDS回路アレイを有し、ランプ信号を利用する前記各CDS回路で生成された前記リセット信号と映像信号との差に対応する信号から該当デジタルコードを生成するADCと、
デジタル目標コードと基準コードとを比較して、その比較結果によって前記ランプ信号を生成するランプ信号生成部とを備え、
前記ランプ信号生成部は、前記生成されたランプ信号をフィードバックして、前記ADCと同じ構造の他のADCを利用して、アナログ基準電圧に対応する前記基準コードを生成し、前記比較結果によって前記ランプ信号が較正されて出力されることを特徴とするイメージセンサ。 - 前記APSアレイは、ベイヤパターンを構成することを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ。
- 前記ランプ信号生成部は、
4カラーチャンネル別に各カラーに適応的に前記フィードバックされたランプ信号を較正することを特徴とする請求項2に記載のイメージセンサ。 - 前記ランプ信号生成部は、
2カラーチャンネルずつ二つの部分に適応的に前記フィードバックされたランプ信号を較正することを特徴とする請求項2に記載のイメージセンサ。 - 前記二つの部分は、Gr及びGbカラーからなる一部分、及びR及びBカラーからなる他の部分であることを特徴とする請求項4に記載のイメージセンサ。
- 前記二つのアナログ基準電圧は、二つの電源の間に直列連結された抵抗を有するバンドギャップレファレンス回路の抵抗の間で生成されることを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ。
- 前記ランプ信号生成部は、
前記フィードバックされたランプ信号によって、前記アナログ基準電圧に対応する前記基準コードを生成する単一傾斜ADCと、
前記デジタル目標コードと前記基準コードとを比較して、その比較結果によるアナログのランプ入力信号を生成する目標追跡部と、
前記ランプ入力信号によって前記ランプ信号を生成するランプ生成器とを備えることを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ。 - 前記目標追跡部は、
前記デジタル目標コード及び前記基準コードのうち、いずれの方が大きいかを表わす符号信号を生成する比較器と、
前記デジタル目標コードと前記基準コードとを比較して、比較結果によって入力クロック信号をディセーブルまたはイネーブルして出力するロッキング部と、
前記ロッキング部から出力されるイネーブルされたクロック信号に同期して、前記符号信号によってアップ/ダウンカウントするカウンタと、
前記カウント値をアナログ信号に変換して、変換された信号を前記ランプ入力信号として生成するDACとを備えることを特徴とする請求項7に記載のイメージセンサ。 - 前記ロッキング部は、
前記比較結果が第1領域内にあるか、または前記第1領域に到達した後に第2領域を離脱しなければ、前記ディセーブルされたクロック信号を出力し、そうでなければ前記イネーブルされたクロック信号を出力するヒステリシス機能を含むことを特徴とする請求項8に記載のイメージセンサ。 - 前記ロッキング部は、
前記基準コードから前記デジタル目標コードを減算する減算器と、
前記減算結果が第1領域にあるか否かによって選択的に活性化される信号を生成する第1領域チェック部と、
前記減算結果が、前記第1領域を含む第2領域にあるか否かによって選択的に活性化される信号を生成する第2領域チェック部と、
前記第1領域チェック部の出力及び前記第2領域チェック部の出力によって状態制御信号を生成する状態制御部とを備え、
前記状態制御信号によって、前記入力クロック信号がディセーブルまたはイネーブルされることを特徴とする請求項8に記載のイメージセンサ。 - 前記ロッキング部は、
前記基準コードから前記デジタル目標コードを減算する減算器と、
前記減算結果に応答して、前記第1領域または第2領域のうち一つを選択して比較する比較器と、
以前比較結果をフィードバックして、前記第1領域及び第2領域のうち何れの領域と比較するかを決定するフィードバック装置と、
最終比較結果によって、前記入力クロック信号がディセーブルまたはイネーブルされることを特徴とする請求項8に記載のイメージセンサ。 - 2次元行列形態で複数のピクセルを有するAPSアレイで、選択される行の各ピクセルからリセット信号及び映像信号を生成するステップと、
前記APSアレイの各カラムごとに配置されるCDS回路で、ランプ信号を利用して前記リセット信号と映像信号との差に対応する信号を生成するステップと、
前記CDS回路を含むADCで、前記リセット信号と映像信号との差に対応する信号から該当デジタルコードを生成するステップと、
前記ADCと同じ構造の他のADCから前記ランプ信号をフィードバックして、アナログ基準電圧に対応するデジタルコードの基準コードを生成するステップと、
デジタル目標コードと前記基準コードとを比較して、その比較結果によって前記ランプ信号を生成するステップとを含み、
前記比較結果によって、前記ランプ信号が較正されて出力されることを特徴とするイメージセンサの駆動方法。 - 前記APSアレイは、ベイヤパターンを構成することを特徴とする請求項12に記載のイメージセンサの駆動方法。
- 前記フィードバックされたランプ信号は、前記デジタル目標コード及び前記基準コードによって、4カラーチャンネル別に各カラーに適応的に較正されることを特徴とする請求項13に記載のイメージセンサの駆動方法。
- 前記フィードバックされたランプ信号は、前記デジタル目標コード及び前記基準コードによって、2カラーチャンネルずつ二つの部分に適応的に較正されることを特徴とする請求項13に記載のイメージセンサの駆動方法。
- 前記二つの部分は、Gr及びGbカラーからなる一部、及びR及びBカラーからなる他の部分であることを特徴とする請求項15に記載のイメージセンサの駆動方法。
- 前記デジタル目標コードと前記基準コードとを比較して、その比較結果によるアナログのランプ入力信号を生成するステップと、
増幅器を利用して、前記ランプ入力信号によって前記ランプ信号を生成するステップとを含むことを特徴とする請求項12に記載のイメージセンサの駆動方法。 - 前記デジタル目標コード及び前記基準コードのうち、いずれの方が大きいかを表わす符号信号を生成するステップと、
前記デジタル目標コードと前記基準コードとを比較して、比較結果によって入力クロック信号をディセーブルまたはイネーブルして出力するステップと、
前記イネーブルされたクロック信号に同期して、前記符号信号によってアップ/ダウンカウントするステップと、
前記カウント値をアナログ信号に変換して、変換された信号を前記ランプ入力信号として生成するステップとを含むことを特徴とする請求項17に記載のイメージセンサの駆動方法。 - 前記比較結果が第1領域内にあるか、前記第1領域に到達した後に第2領域を離脱しなければ、前記ディセーブルされたクロック信号を出力し、そうでなければ前記イネーブルされたクロック信号を出力することを特徴とする請求項18に記載のイメージセンサの駆動方法。
- 前記基準コードから前記デジタル目標コードを減算するステップと、
前記減算結果が第1領域にあるか否かによって選択的に活性化される第1信号を生成するステップと、
前記減算結果が前記第1領域を含む第2領域にあるか否かによって選択的に活性化される第2信号を生成するステップと、
前記第1信号及び前記第2信号によって状態制御信号を生成するステップと、
前記状態制御信号によって前記第1信号及び前記第2信号のうち、何れか一つを選択的に出力するステップとを含むことを特徴とする請求項18に記載のイメージセンサの駆動方法。 - 前記基準コードから前記デジタル目標コードを減算するステップと、
前記減算結果に応答して、第1領域または第2領域のうち何れか一つを選択して比較するステップと、
以前比較結果をフィードバックされて、前記第1領域及び第2領域のうち何れの領域と比較するかを決定するステップと、
最終比較結果によって、前記入力クロック信号がディセーブルまたはイネーブルされることを特徴とする請求項18に記載のイメージセンサの駆動方法。
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