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KR20070070991A - Automatic arm current compensation method of image sensor considering temperature and noise compensation - Google Patents

Automatic arm current compensation method of image sensor considering temperature and noise compensation Download PDF

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KR20070070991A
KR20070070991A KR1020050134086A KR20050134086A KR20070070991A KR 20070070991 A KR20070070991 A KR 20070070991A KR 1020050134086 A KR1020050134086 A KR 1020050134086A KR 20050134086 A KR20050134086 A KR 20050134086A KR 20070070991 A KR20070070991 A KR 20070070991A
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South Korea
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dark current
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pixel
image
black line
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편창희
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매그나칩 반도체 유한회사
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Abstract

본 발명은 이미지 센서의 노이즈로 작용하는 암전류(dark current)를 효과적으로 보상 할 수 있는 이미지 센서의 암전류 보상 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 이미지 신호를 입력받아 영상 신호를 만들기 위한 다수의 픽셀을 구비한 픽셀 화소 어레이부 및 상기 픽셀 화소 어레이부의 주변에 형성되어 빛이 집광되지 않은 상태에서 발생되는 암전류를 형성하기 위한 블랙라인을 구비한 이미지 센서의 암전류 보상 방법에 있어서, 집적시간이 0인 아이들(Idle) 상태에서 상기 화소 어레이부 및 블랙라인 모두로부터 이미지 신호를 샘플링하여 암전류 보상값을 형성하는 제 1 단계; 이미지 센싱시에 상기 블랙라인으로부터 이미지 신호를 샘플링하여 정상동작시의 암전류값을 형성하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계의 암전류 보상값을 반영하여 상기 제 2 단계의 암전류값을 보상하는 제 3 단계를 포함하는 이미지 센서의 암전류 보상 방법을 제공한다.The present invention relates to a dark current compensation method of an image sensor capable of effectively compensating a dark current acting as a noise of the image sensor. According to an embodiment of the present invention, a pixel pixel array unit including a plurality of pixels for receiving an image signal and a black line for forming a dark current generated in a state in which light is not collected is formed around the pixel pixel array unit. A dark current compensation method of an image sensor comprising: a first step of forming a dark current compensation value by sampling an image signal from both the pixel array unit and a black line in an idle state in which an integration time is 0; A second step of sampling an image signal from the black line during image sensing to form a dark current value in normal operation; And a third step of compensating the dark current value of the second step by reflecting the dark current compensation value of the first step.

Description

온도 및 노이즈 보상을 고려한 이미지 센서의 자동 암 전류 보상 방법{Method for compensating dark current in image sensor in consideration of temperature and noise}Method for compensating dark current in image sensor in consideration of temperature and noise}

도1은 일반적인 이미지 센서의 구성을 도시한 도면.1 is a diagram showing a configuration of a general image sensor.

도2는 종래의 일실시 예에 따른 이미지 센서의 구성을 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a configuration of an image sensor according to an exemplary embodiment.

도3은 종래의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서의 구성을 도시한 도면3 is a diagram illustrating a configuration of an image sensor according to another exemplary embodiment.

도4는 본 발명에 따른 이미지 픽셀부와 블랙라인 픽셀부의 시간 제어를 도시한 테이블4 is a table showing time control of an image pixel portion and a blackline pixel portion according to the present invention;

도5는 본 발명에 따른 블랙라인에서의 암전류값 산출 방법 및 이미지 픽셀부에서의 샘플링된 픽셀부를 설명하기 위한 개략도5 is a schematic diagram illustrating a method of calculating a dark current value in a black line and a sampled pixel portion in an image pixel portion according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

30: 화소배열부 33: 아날로그 라인 버퍼부30: pixel array unit 33: analog line buffer unit

32a: 로우디코더 32b: 칼럼 디코더 32a: low decoder 32b: column decoder

51: 합 및 평균 블록 52: 암전류 계산부51: sum and average block 52: dark current calculation unit

본 발명은 사용 환경에 상관없이 특성 저하를 방지할 수 있는 이미지 센서의 암전류 보상 방법에 관한 것으로, 특히 이미지 센서의 노이즈로 작용하는 암전류(dark current)를 효과적으로 보상할 수 있는 이미지 센서의 암전류 보상 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dark current compensation method of an image sensor that can prevent degradation of characteristics regardless of the use environment, in particular, a dark current compensation method of an image sensor that can effectively compensate for the dark current acting as noise of the image sensor It is about.

일반적으로, 이미지 센서들은 암전류를 보상하기 위한 특정 화소부를 가지며 암 전류만을 측정하기 위해 메탈로 보호된 화소부를 사용한다. 이를 블랙라인이라 명하고 이미 데이터를 생성하는 화소 배열부를 이미지 픽셀부라고 명한다. 종래의 이미지 센서를 도1을 참조하면, 제어신호 발생기(10)의 제어를 통해 이미지 화소 배열부(11)에 위치한 픽셀들로부터 전송된 신호를 CDS(correlated-double sampling, CDS)거쳐 디지털 프로그램 가능한 아날로그 증폭기(12)에서 신호 증폭을 수행하고, ADC변환기(13)를 거쳐 ISP(Image Signal Processor)(14)에서 이미지 데이터를 가공하게 된다. 또한, 이미지 픽셀부는 아날로그 패스 또는 서브 노이즈(Sub-Noise)의 유입으로 인해 이미지 질을 저하시키는 고정 패턴 노이즈를 생성하게 되는데, 이 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위해 광원 유입을 차단한 블랙라인(15)을 이용하게 된다. In general, image sensors have specific pixel portions to compensate for dark currents and use metal protected pixel portions to measure only dark currents. This is called a black line, and the pixel array portion that already generates data is called an image pixel portion. Referring to FIG. 1, a conventional image sensor may be digitally programmed through correlated-double sampling (CDS) of signals transmitted from pixels located in the image pixel array unit 11 under control of the control signal generator 10. Signal amplification is performed by the analog amplifier 12, and image data is processed by an ISP (Image Signal Processor) 14 through an ADC converter 13. In addition, the image pixel unit generates fixed pattern noise that degrades the image quality due to the inflow of an analog path or sub-noise, and the black line 15 that blocks the light source inflow to remove the fixed pattern noise. Will be used.

이미지 센서에서 암전류를 보상하기 위한 상기 종래의 기술은, 블랙라인(15)은 광원 차단을 위해 메탈로 보호된 영역에서 픽셀에서의 순수한 암전류를 측정하고 이미지 데이터를 생성하는 이미지 픽셀부에 상기 블랙라인에서 얻어진 암전류값 을 보상함으로써 이미지 특성 저하를 최소화할 수 있다. The conventional technique for compensating for dark current in an image sensor is that the black line 15 measures the pure dark current in a pixel in a metal-protected area for blocking light sources and generates the image data in the image pixel portion. By compensating for the dark current value obtained in, the deterioration of image characteristics can be minimized.

그러나 블랙라인은 광원의 유입을 차단하기 위해서 이미지 화소부와 일정 거리를 이격시켜야하고, 참조하는 블랙라인의 수로는 전체 픽셀에 대한 암전류 보상값을 정확히 대변하지 못하기 때문에 이미지 데이터를 생성하는 화소 배열부들에 대한 암전류 보상 및 온도 상승으로 인한 노이즈 증가에 대한 정확한 보상이 되지 않는다는 문제점이 있었다.However, the black line should be spaced a certain distance from the image pixel portion to block the inflow of the light source, and the pixel array generating the image data because the reference number of the black lines does not accurately represent the dark current compensation value for the entire pixel. There was a problem that the correct compensation for the noise increase due to the dark current compensation and the temperature rise for the parts was problematic.

한편, 미합중국특허 공개번호 제 2003/0184666A1 호는 업데이트된 오프셋 값의 타이밍을 조절하는 방법을 개시하고 있는데, 도2를 통해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Meanwhile, US Patent Publication No. 2003 / 0184666A1 discloses a method of adjusting the timing of an updated offset value, which will be described in more detail with reference to FIG. 2.

먼저, 빛에 반응하는 성질을 극대화시키도록 화소(Pixel)를 가로 N개, 세로 M개(N,M은 자연수)로 배치하여, 외부에서 들어오는 이미지에 대한 정보를 감지하는 제1화소군(20) 즉, 코아 화소배열부와, 제1화소군(20)의 열방향의 일측 및 타측에 배열되어 그 구성 화소에 대한 블랙 레벨의 오프셋 값을 산출하기 위한 제2화소군(21) 및 광차단을 위한 제3화소군(22)을 포함하는 화소배열부(30)와, 블랙 레벨의 오프셋 값에 따라 제2화소군(30)의 오프셋 값을 변화시켜 블랙 레벨에 의한 오프셋 변화를 제거하기 위한 오프셋 조정부(31)를 구비하여 구성된다.First, the first pixel group 20 which detects information about an image coming from the outside by arranging pixels horizontally and vertically M (N and M are natural numbers) so as to maximize the response to light. That is, the core pixel array unit and the second pixel group 21 and the light blocking are arranged on one side and the other side in the column direction of the first pixel group 20 to calculate an offset value of the black level with respect to the constituent pixels. The pixel array unit 30 including the third pixel group 22 for changing the offset value of the second pixel group 30 according to the offset value of the black level to remove the offset change caused by the black level. It is comprised with the offset adjustment part 31.

구체적으로, 화소배열부(30)로부터의 신호를 전달받아 버퍼링하는 아날로그 라인 버퍼부(33)와, 아날로그 라인 버퍼부(33)의 출력 즉, 화소데이터을 증폭하기 위한 증폭부(34)와 ADC(35)와 화소배열부(30)의 행과 열을 각각 제어하기 위한 로우디코더(32a)와, 칼럼디코더(32b)를 구비하며, 오프셋 조정부(31)는 산출된 블랙 레벨의 오프셋 값과 초기설정된 오프셋 값(Initial offset)의 차에 따라 R(적색), G(녹색), B(청색) 각 색상별로 업데이트된 오프셋 값(Update ADC offset)의 타이밍에 맞게 적용하기 위한 타이밍제어부(31a)와, 타이밍제어부(31a)에 의해 제공되는 업데이트된 오프셋 값과 제1화소군(20)으로부터의 아날로그 화소 데이터를 가산하여 아날로그 데이터를 보상하기 위한 가산부(31b)를 포함한다. 아날로그 라인 버퍼부(33)는 선택된 한 행의 화소들의 전압을 감지하여 저장하는 역할을 하며, 증폭부(34) 예컨대, PGA는 아날로그 라인 버퍼부(33)에 저장된 화소 전압이 작은 경우 이를 증폭하는 역할을 하며, 증폭부(34)를 거친 아날로그 데이터는 색상 보간 및 색상 보정을 위하여 RGB 각각의 이득을 조절할 수 있으며, ADC(35)를 통해 디지털 값으로 변환되어 출력하게 된다.In detail, the analog line buffer unit 33 receives and buffers a signal from the pixel array unit 30, an output of the analog line buffer unit 33, that is, an amplifier 34 for amplifying pixel data and an ADC ( 35 and a row decoder 32a and a column decoder 32b for controlling the rows and columns of the pixel array unit 30 and the pixel array unit 30, respectively, and the offset adjustment unit 31 includes an offset value of the calculated black level and an initial set value. A timing controller 31a for applying to the timing of the updated ADC offset for each of the colors R (red), G (green), and B (blue) according to the difference between the offset values (Initial offset), And an adder 31b for adding the updated offset value provided by the timing controller 31a and the analog pixel data from the first pixel group 20 to compensate for the analog data. The analog line buffer unit 33 serves to sense and store the voltage of the selected one row of pixels, and the amplifier 34, for example, the PGA, amplifies the pixel voltage stored in the analog line buffer unit 33 when it is small. The analog data passed through the amplifier 34 can adjust the gain of RGB for color interpolation and color correction, and is converted into a digital value through the ADC 35 and output.

그러나, 상기 종래의 타이밍 조절 역시 특정 지역의 블랙라인만을 참조하기 때문에 정확한 암 전류값을 산출하는 것은 불가능 하다는 문제점이 있었다.However, the conventional timing adjustment also has a problem in that it is impossible to calculate an accurate dark current value because it only refers to a black line of a specific region.

한편, 미합중국특허 공개번호 제 2005/0024502A1 호를 참조하면, 픽셀 값을 ADC 변환하기 전 아날로그증폭시에 블랙라인을 통한 오프셋을 고려하는 방법을 개시하고 있다. 구체적으로 도3을 참조하면, ADC 변환기의 출력과 블랙라인으로부터의 참조신호(도면에 도시되어 있지 않음)를 입력받아 디지털 블록에서 수정(오차) 신호를 생성하면, 이 신호를 기반으로 컴퓨팅 수단 및 DAC에서 상기 아날로그증폭기의 이득을 조절하는 오프셋 전압을 생성하게 된다.Meanwhile, referring to US Patent Publication No. 2005 / 0024502A1, a method of considering an offset through a black line in analog amplification before converting a pixel value to an ADC is disclosed. Specifically, referring to FIG. 3, when the output of the ADC converter and the reference signal (not shown) from the black line are input to generate a correction (error) signal in the digital block, the computing means and The DAC generates an offset voltage that adjusts the gain of the analog amplifier.

그러나 블랙라인은 참조하는 픽셀 수와 위치에 따라 이미지 픽셀부에서 사용되는 암전류값을 정확히 대변하지 못하므로 정확한 암전류값을 산출할 수 없다는 문제점이 있었다. However, since the black line does not accurately represent the dark current value used in the image pixel part according to the number and position of the reference pixel, there is a problem in that the accurate dark current value cannot be calculated.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 블랙라인 뿐만 아니라 픽셀부에서 얻은 추가적인 암전류 보상값을 이용함으로써 보다 더 정확한 암전류값을 산출할 수 있는 이미지 센서의 암전류 보상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems is to provide a dark current compensation method of the image sensor that can calculate a more accurate dark current value by using the additional dark current compensation value obtained from the pixel portion as well as the black line.

또한, 본 발명은 부가적은 블랙라인을 최소화하면서도 전체 픽셀의 노이즈를 효과적으로 보상할 수 있는 암전류를 생성함으로써 정확한 영상 데이터를 얻을 수 있는 이미지 센서의 암전류 보상 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a dark current compensation method of an image sensor capable of obtaining accurate image data by generating a dark current that can effectively compensate for noise of an entire pixel while minimizing additional black lines.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이미지 신호를 입력받아 영상 신호를 만들기 위한 다수의 픽셀을 구비한 픽셀 화소 어레이부 및 상기 픽셀 화소 어레이부의 주변에 형성되어 빛이 집광되지 않은 상태에서의 발생되는 암전류를 형성하기 위한 블랙라인을 구비한 이미지 센서의 암전류 보상 방법에 있어서, 집적시간이 0인 아이들(Idle) 상태에서 상기 화소 어레이부 및 블랙라인 모두로부터 이미지 신호를 샘플링하여 암전류 보상값을 형성하는 제 1 단계; 이미지 센싱시에 상기 블랙라인으로부터 이미지 신호를 샘플링하여 정상동작시의 암전류값을 형성하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계의 암전류 보상값을 반영하여 상기 제 2 단계의 암전류값을 보상하는 제 3 단계를 포함하는 이미지 센서의 암전류 보상 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, a pixel pixel array unit including a plurality of pixels for receiving an image signal and generating an image signal and a pixel pixel array unit formed around the pixel pixel array unit are generated in a state where light is not collected. A dark current compensation method of an image sensor having a black line for forming a dark current, wherein the dark current compensation value is formed by sampling an image signal from both the pixel array unit and the black line in an idle state of zero integration time. First step; A second step of sampling an image signal from the black line during image sensing to form a dark current value in normal operation; And a third step of compensating the dark current value of the second step by reflecting the dark current compensation value of the first step.

또한, 본 발명은, 이미지 신호를 입력받아 영상 신호를 만들기 위한 다수의 픽셀을 구비한 픽셀 화소 어레이부 및 상기 픽셀 화소 어레이부의 주변에 형성되어 빛이 집광되지 않은 상태에서의 발생되는 암전류를 형성하기 위한 블랙라인을 구비한 이미지 센서의 암전류 보상 방법에 있어서, 집적시간이 0인 아이들(Idle) 상태에서 상기 화소 어레이부 및 블랙라인 모두로부터 이미지 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 합 및 평균하는 제 1 단계; 이미지 센싱시에 상기 블랙라인으로부터 이미지 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 합 및 평균하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계의 평균값이 특정 기준값 이상일 경우, 상기 제 1 단계의 평균값을 반영하여 상기 제 2 단계의 평균값을 보상하는 제 3 단계를 포함하는 이미지 센서의 암전류 보상 방법을 제공한다.The present invention also provides a pixel pixel array unit including a plurality of pixels for receiving an image signal and forming a dark current generated in a state in which light is not collected by being formed around the pixel pixel array unit. A method of compensating for a dark current of an image sensor having a black line, the method comprising: sampling an image signal from both the pixel array unit and the black line in an idle state with an integration time of 0 to sum and average the sampled signals step; A second step of sampling and averaging the sampled signal from the black line during image sensing; And a third step of compensating the average value of the second step by reflecting the average value of the first step when the average value of the first step is equal to or greater than a specific reference value.

본 발명은 블랙라인을 참조하는 픽셀 수와 위치에 따라 이미지 픽셀부에서 사용되는 암전류값을 정확히 대변하지 못하므로, 이미지 픽셀부에서 얻은 추가적인 암전류 보상값을 이용함으로써 보다 더 정확한 암전류값을 산출한다. Since the present invention does not accurately represent the dark current value used in the image pixel portion according to the number and position of pixels referring to the black line, the more accurate dark current value is calculated by using the additional dark current compensation value obtained in the image pixel portion.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 바, 도4는 본 발명에 따른 이미지 픽셀부와 블랙라인 픽셀부의 시간 제어를 도시한 테이블이고, 도5는 본 발명에 따른 블랙라인에서 암전류값을 산출 방법 및 이미지 픽셀부에서의 샘플링된 픽셀부를 설명하기 위한 개략도이다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. 4 is a table illustrating time control of an image pixel unit and a black line pixel unit according to the present invention, and FIG. 5 illustrates a method of calculating a dark current value in a black line according to the present invention, and a sampled pixel unit in the image pixel unit. It is a schematic diagram to make.

먼저, 본 발명은 블랙라인 및 이미지 픽셀부 각각에서 암전류를 구한다. 본 발명의 일실시 예에 따르면, 두 가지 암전류 보상값을 생성하기 위한 구조 중 블랙라인은, 광원의 유입을 막기 위해 메탈층을 형성하여 설계시 정한 블랙라인의 광원 유입부를 차단하고, 이미지 픽셀부로부터 특정 위치만큼 이격거리를 유지하여, 상기 이미지 픽셀부의 상하기준으로 총 4개의 블랙라인으로 구성하는데, 이미지 픽셀부와 일정 거리 이격되어 광이 차단되는 지역이면 기타 다른 방법의 배열도 가능할 것이다. First, the present invention obtains a dark current in each of the black line and the image pixel portion. According to an embodiment of the present invention, the black line of the structure for generating two dark current compensation values, forming a metal layer to prevent the inflow of the light source to block the light source inlet of the black line determined in the design, the image pixel portion Maintaining a distance from the image pixel portion to the upper and lower sides of the image pixel portion is composed of a total of four black lines, if the area is separated from the image pixel portion by a certain distance to block the light may be arranged in other ways.

본 발명의 블랙라인은 이미지 픽셀부가 정상 동작할 때의 설정값이 그대로 적용되어 동작하게 된다. 따라서, 집광 시간이 적용되지 않고, 집광 시간을 영으로 설정한 상태에서 블랙라인의 암전류 보상값을 산출하게 된다. 그리고 이미지 픽셀부의 암전류 보상값을 산출하기 위해 센서 제어시간 중 센서가 이미지 데이터를 처리하지 않은 블랭크(IDLE Time)시간을 이용하게 된다. 이미지 픽셀부에서 샘플링된 픽셀부들은 일반적인 픽셀 동작 상태에서는 광원이 유입되어 암전류 보상값을 산출할 수 없기 때문에 광원의 유입을 차단하기 위해 픽셀부의 집광 시간을 영으로 설정하여 광원 유입 차단 상태를 만들어 준다. 이러한 상태에서 샘플링된 이미지 픽셀부의 RGB 각 픽셀들에 대한 암전류 보상값을 구한다. 블랙라인에서 얻은 암전류 보상값과 특정 샘플링된 이미지 픽셀부의 암전류 보상값을 비교하여 실제 픽셀들에게서의 온도 특성 및 기타 요인으로 인한 암전류 보상값의 차이를 얻을 수 있다. The black line of the present invention operates by applying the set value when the image pixel unit normally operates. Therefore, the dark current compensation value of the black line is calculated while the condensing time is not applied and the condensing time is set to zero. In order to calculate the dark current compensation value of the image pixel unit, a blank time in which the sensor does not process image data is used during the sensor control time. Since the pixel parts sampled from the image pixel part can not calculate the dark current compensation value due to the light source flowing in the normal pixel operation state, the light source inflow blocking state is set by setting the condensing time of the pixel part to zero to block the inflow of the light source. . In this state, the dark current compensation value for each pixel of the RGB sampled image pixel portion is obtained. By comparing the dark current compensation value obtained in the black line with the dark current compensation value of a specific sampled image pixel part, a difference in the dark current compensation value due to temperature characteristics and other factors in actual pixels can be obtained.

상기 차이값은 온도 및 기타 노이즈 특성에 따라 블랙라인 암전류 보상값과 차이를 발생하며 온도가 올라갈수록 그 차이값은 증가한다. 위에서 산출된 암전류 보상값은 실제 픽셀부와 동일하게 설정이 적용되어 산출되는 블랙라인의 암전류 값 에 사용자가 정한 기준 값을 바탕으로 보상 시점 및 값을 산출한다. The difference value is different from the black line dark current compensation value according to temperature and other noise characteristics, and the difference value increases as the temperature increases. The dark current compensation value calculated above calculates the compensation time point and value based on a reference value set by the user to the dark current value of the black line calculated by applying the same setting as the actual pixel part.

도4는 이미지 한 프레임에 대한 시간을 나타낸 것으로, IDLE SLOT(Time) 은 센서가 외부 디바이스를 위해서 내부적으로 아무런 동작도 수행하지 않는 시간이며, HBLANK 구간에서는 라인 스캔 방식을 사용하는 CMOS 이미지 센서에서는 라인을 읽어오기 전 해당 라인을 초기화해주는 시간이고, 실제 픽셀들의 데이터를 가져오는 구간이 HSYNC 구간이 된다. 또한, 센서 동작상에 특정 상황에서 집광 시간과 픽셀 스캔 시간을 조정하기 위한 HOLD SLOT(Time) 그리고 외부 디바이스에 한 프레임의 끝을 알려주는 VSYNC 로 구성되어 있다. Figure 4 shows the time for one frame of image, IDLE SLOT (Time) is the time when the sensor does not perform any operation internally for the external device, the line in the CMOS image sensor using the line scan method in the HBLANK section It is the time to initialize the line before reading, and the section to get the data of actual pixels becomes the HSYNC section. In addition, it consists of HOLD SLOT (Time) for adjusting the condensing time and pixel scan time under specific circumstances in the sensor operation, and VSYNC which informs the external device of the end of one frame.

도5를 참조하면, 센서가 아무런 동작을 하지 않는 IDLE Time 상에서 집광 시간을 영으로 설정한 상태에서 블랙라인과 이미지 픽셀부의 샘플링된 라인에서 암전류 보상값을 구하기 위해 픽셀 데이터를 읽어오며 각 픽셀들의 합의 평균값을 산출한다. 이때 배드(bad)D 픽셀들을 암전류 보상값에 기여하지 않도록 일정 레벨을 가지는 픽셀은 배드 픽셀들로 판정하여 평균값 산출에서 제외한다. 즉, IDLE Time(집적시간=0)에서 블랙라인 및 이미지 화소 배열부 내의 각각의 화소로부터 암전류 보상값을 형성하게 된다. 도면에서 어두운 색으로 표시된 지역은 집적시간이 영인 시점에서, 배드 픽셀을 제외한 모든 픽셀의 신호를 합 및 평균하여, 이후에 암전류 계산부(52)에 제공되게 된다.Referring to FIG. 5, the pixel data is read to obtain a dark current compensation value from the sampled line of the black line and the image pixel unit with the light collection time set to zero on the IDLE time when the sensor does not operate. Calculate the average value. In this case, pixels having a predetermined level are determined to be bad pixels so as not to contribute bad D pixels to the dark current compensation value and are excluded from the average value calculation. That is, the dark current compensation value is formed from each pixel in the black line and the image pixel array unit at the IDLE time (integration time = 0). In the drawing, the area indicated by the dark color sums and averages the signals of all pixels except the bad pixel at the time when the integration time is zero, and is then provided to the dark current calculator 52.

위와 같이 산출된 두 가지 암전류 보상값 중에, 상기 블랙라인으로부터의 암전류 보상값의 평균값이 기준이 되어, 상기 현재 이미지 픽셀부의 암전류 보상값과 비교하게 된다. 이렇게 형성된 비교값은 현재 이미지 픽셀부에서 온도 및 기타 부 수적인 노이즈 유입으로 인하여 실제 픽셀부에 유입되는 양을 측정할 수 있다. 한편, 상기 비교값이 사용자가 기 설정한 소정의 기준값 이상일 경우 암전류값 또는 암전류 보상값에 반영되도록 할 수 있다. Among the two dark current compensation values calculated as described above, the average value of the dark current compensation value from the black line is used as a reference and compared with the dark current compensation value of the current image pixel unit. The comparison value thus formed may measure the amount of actual flow into the pixel portion due to temperature and other incident noise in the current image pixel portion. Meanwhile, when the comparison value is equal to or greater than a predetermined reference value preset by the user, the comparison value may be reflected in the dark current value or the dark current compensation value.

이어서, 블랙라인의 암전류값을 구하기 위해 총 4개 라인의 블랙라인에서 집광 시간을 이미지 픽셀이 정상 동작할 때와 동일하게 설정하여, 합 및 평균 블록(51)에서 블랙라인의 암전류 값을 구하게 된다. 산출된 암전류값과 전술한 암전류 보상값들 중, 정상 동작 설정 후의 블랙라인 암전류값이 기본적으로 사용되지만, 암전류 보상값들은 사용자가 정한 기준값 이상일 경우에는 암전류값에 기여하도록 한다. Subsequently, in order to obtain the dark current value of the black line, the condensing time is set to be the same as when the image pixels operate normally in a total of four lines of black lines, and the dark current value of the black line is obtained in the sum and average block 51. . Among the calculated dark current values and the above-described dark current compensation values, the black line dark current value after the normal operation setting is basically used, but the dark current compensation values contribute to the dark current value when the reference value determined by the user is higher than or equal to.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 픽셀의 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위해 산출된 블랙라인의 암전류 값만을 사용하지 않고 이미지 픽셀부에 대한 암전류 보상값도 적용함으로써 정확한 암전류값을 산출할 수 있다. 그러므로 블랙라인과 이미지 픽셀부간의 이격 오차 전류값을 정확히 측정가능하며 모듈 내부의 온도 상승으로 인한 노이즈 영향이 반영되고 이미지 픽셀부의 기판(substrate)으로 유입되 는 노이즈 성분을 제거 산출 및 보정함으로써 이미지 데이터의 질을 높이는데 큰 효과가 있다. According to the present invention as described above, an accurate dark current value can be calculated by applying a dark current compensation value to the image pixel unit without using only the dark current value of the black line calculated to remove the fixed pattern noise of the pixel. Therefore, it is possible to accurately measure the distance error current value between the black line and the image pixel part, and to reflect the noise effect due to the temperature rise inside the module, and to remove and calculate the noise component flowing into the substrate of the image pixel part, thereby calculating and correcting the image data. There is a great effect in improving the quality of.

Claims (5)

이미지 신호를 입력받아 영상 신호를 만들기 위한 다수의 픽셀을 구비한 픽셀 화소 어레이부 및 상기 픽셀 화소 어레이부의 주변에 형성되어 빛이 집광되지 않은 상태에서의 발생되는 암전류를 형성하기 위한 블랙라인을 구비한 이미지 센서의 암전류 보상 방법에 있어서, A pixel pixel array unit having a plurality of pixels for receiving an image signal and forming a video signal, and a black line formed around the pixel pixel array unit to form a dark current generated when no light is collected; In the dark current compensation method of the image sensor, 집적시간이 0인 아이들(Idle) 상태에서 상기 화소 어레이부 및 블랙라인 모두로부터 이미지 신호를 샘플링하여 암전류 보상값을 형성하는 제 1 단계;A first step of forming a dark current compensation value by sampling an image signal from both the pixel array unit and the black line in an idle state in which an integration time is 0; 이미지 센싱시에 상기 블랙라인으로부터 이미지 신호를 샘플링하여 정상동작시의 암전류값을 형성하는 제 2 단계; 및 A second step of sampling an image signal from the black line during image sensing to form a dark current value in normal operation; And 상기 제 1 단계의 암전류 보상값을 반영하여 상기 제 2 단계의 암전류값을 보상하는 제 3 단계를 포함하는 이미지 센서의 암전류 보상 방법.And a third step of compensating the dark current value of the second step by reflecting the dark current compensation value of the first step. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 제 1 단계는 상기 암전류 보상값을 형성하기 위하여 불량 픽셀의 이미지를 제거하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 암전류 보상 방법.The first step includes a fourth step of removing an image of a bad pixel to form the dark current compensation value. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 단계는 상기 블랙라인으로부터의 암전류 보상값의 평균값을 기준으로, 상기 이미지 픽셀부의 암전류 보상값과 비교하여 비교값을 형성하는 제 5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 암전류 보상 방법.The first step may include a fifth step of forming a comparison value by comparing the dark current compensation value of the image pixel part based on the average value of the dark current compensation value from the black line. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방법은, The method, 상기 암전류 보상값이 기 설정된 특정값의 범위 내에 있을 때 상기 암전류를 보상하도록 하는 기준값을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 암전류 보상 방법.And providing a reference value for compensating for the dark current when the dark current compensation value is within a range of a predetermined specific value. 이미지 신호를 입력받아 영상 신호를 만들기 위한 다수의 픽셀을 구비한 픽셀 화소 어레이부 및 상기 픽셀 화소 어레이부의 주변에 형성되어 빛이 집광되지 않은 상태에서의 발생되는 암전류를 형성하기 위한 블랙라인을 구비한 이미지 센서의 암전류 보상 방법에 있어서,A pixel pixel array unit having a plurality of pixels for receiving an image signal and forming a video signal, and a black line formed around the pixel pixel array unit to form a dark current generated when no light is collected; In the dark current compensation method of the image sensor, 집적시간이 0인 아이들(Idle) 상태에서 상기 화소 어레이부 및 블랙라인 모두로부터 이미지 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 합 및 평균하는 제 1 단계;A first step of sampling an image signal from both the pixel array unit and the black line in an idle state having an integration time of 0 to sum and average the sampled signals; 이미지 센싱시에 상기 블랙라인으로부터 이미지 신호를 샘플링하여 샘플링 된 신호를 합 및 평균하는 제 2 단계; 및 A second step of sampling an image signal from the black line and adding and averaging the sampled signal during image sensing; And 상기 제 1 단계의 평균값이 특정 기준값 이상일 경우, 상기 제 1 단계의 평균값을 반영하여 상기 제 2 단계의 평균값을 보상하는 제 3 단계를 포함하는 이미지 센서의 암전류 보상 방법.And a third step of compensating the average value of the second step by reflecting the average value of the first step when the average value of the first step is equal to or greater than a specific reference value.
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