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KR20110138968A - Image sensor row decoder - Google Patents

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KR20110138968A
KR20110138968A KR1020100059173A KR20100059173A KR20110138968A KR 20110138968 A KR20110138968 A KR 20110138968A KR 1020100059173 A KR1020100059173 A KR 1020100059173A KR 20100059173 A KR20100059173 A KR 20100059173A KR 20110138968 A KR20110138968 A KR 20110138968A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
reset
gate signal
image sensor
row decoder
Prior art date
Application number
KR1020100059173A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
송동섭
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020100059173A priority Critical patent/KR20110138968A/en
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/20Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits characterised by logic function, e.g. AND, OR, NOR, NOT circuits

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  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract

PURPOSE: An image sensor row decoder is provided to discharge a photo-charge which is accumulated to the pixel of an image sensor which is not sampled in a sub sampling. CONSTITUTION: A first logical combination unit(510) generates a middle reset gate signal by responding to an address signal and a rest signal. By responding to the address and the transmission signal, a second logical combination unit(520) generates a middle transmission gate signal. By responding to the address signal and a selection signal, a third logical combination unit(530) generates a selection gate signal. By responding to a global reset signal and the middle reset gate signal, a fourth logical combination unit(540) generates a reset gate signal. By responding to the global reset signal and the middle gate signal, a fifth logical combination unit(550) generates a transmission gate signal.

Description

이미지 센서 로우 디코더{IMAGE SENSOR ROW DECODER}Image Sensor Row Decoder {IMAGE SENSOR ROW DECODER}

본 발명은 이미지 센서 로우 디코더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서브 샘플링 및 글로벌 리셋시 픽셀의 광전하를 방출하는 이미지 센서 로우 디코더에 관한 것이다.
The present invention relates to an image sensor row decoder, and more particularly, to an image sensor row decoder that emits photocharge of pixels during subsampling and global reset.

일반적으로, 이미지 센서(image sensor)란 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 이미지를 포착(capture)하는 장치이다. 이미지 센서는 복수의 포토 다이오드와 같은 이미지 센싱 소자들과 트랜지스터들을 갖는 픽셀 어레이를 포함하고, 물체로부터 빛을 수신하여 전기적인 이미지 신호를 발생시킨다. 특히, CMOS 기술을 이용하여 제조된 이미지 센서를 CMOS 센서라고 한다.
In general, an image sensor is an apparatus for capturing an image by using a property of a semiconductor that responds to light. The image sensor includes a pixel array having transistors and image sensing elements, such as a plurality of photodiodes, and receives light from an object to generate an electrical image signal. In particular, an image sensor manufactured using CMOS technology is called a CMOS sensor.

도 1은 일반적인 CMOS 센서(100)의 블록도를 나타내는 도면이다. 이를 참조하면, CMOS 이미지 센서(100)는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 픽셀 어레이(110), 픽셀이 갖는 고정 패턴 노이즈를 제거하고 컬럼 방향의 어드레스를 디코딩하는 CDS(Correlated Double Sampling)/컬럼 디코더(120), 아날로그 영상신호의 세기를 조절하고 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하는 PGA/ADC(Analog to Digital Converter)(130), 로우 방향의 어드레스를 디코딩하는 로우 디코더(140), 로우 어드레스에 응답하여 화소 어레이의 로우를 구동하는 로우 드라이버(150), 그리고 상기 모든 회로를 제어하는 제어부(160)를 포함한다. 픽셀 어레이(110)에서는 도 2와 같은 픽셀 센서들이 배열되고, 로우 디코더(140)와 컬럼 디코더(120)에 의해 픽셀 어레이(110) 내의 소정의 픽셀을 어드레싱한다. PGA/ADC(130)는 제어부(160)의 제어에 의해 픽셀의 데이터를 샘플링한다.
1 is a block diagram of a general CMOS sensor 100. Referring to this, the CMOS image sensor 100 includes a pixel array 110 for converting light energy into electrical energy, a correlated double sampling (CDS) / column decoder for removing fixed pattern noise of a pixel and decoding an address in a column direction. 120, a PGA / ADC (Analog to Digital Converter) 130 for adjusting the intensity of the analog video signal and converting the analog video signal into a digital video signal, a row decoder 140 for decoding the address in the row direction, and a row address And a row driver 150 for driving the rows of the pixel array in response to, and a controller 160 for controlling all the circuits. In the pixel array 110, pixel sensors as illustrated in FIG. 2 are arranged, and predetermined pixels in the pixel array 110 are addressed by the row decoder 140 and the column decoder 120. The PGA / ADC 130 samples the pixel data under the control of the controller 160.

도 2는 일반적인 이미지 센서의 단위 픽셀에 대한 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 단위 픽셀(200)은 1개의 포토 다이오드(210)와 4개의 트랜지스터(Tx, Rx, Dx, Sx)로 구성된다. 4개의 트랜지스터는 포토 다이오드(210)에 생성된 광전하를 센싱 노드(A)로 전달하기 위한 전송 트랜지스터(Tx)와, 다음 신호 검출을 위해 센싱 노드(A)에 저장되어 있는 전하를 배출하며, 기준 전압 레벨을 읽기 위한 리셋 트랜지스터(Rx)와, 픽셀에서 발생하는 신호를 왜곡시키지 않고 픽셀과 픽셀로부터의 출력 신호를 받는 도 1의 PGA/ADC(130) 사이를 인터페이스하기 위하여 샘플 및 홀드(sample and hold)를 구동하기 위한 소스 폴로워로 연결된 드라이브 트랜지스터(Dx) 및 행 단위로 픽셀의 전압을 읽어가도록 어드레싱하는 선택 트랜지스터(Sx)이다. 나머지 트랜지스터(LD)는 바이어스 전압(Pixel Bias)에 의해 구동되는 로드 트랜지스터이다.
2 is a block diagram of a unit pixel of a general image sensor. As shown in FIG. 2, the unit pixel 200 includes one photodiode 210 and four transistors Tx, Rx, Dx, and Sx. The four transistors emit a transfer transistor Tx for transferring the photocharge generated in the photodiode 210 to the sensing node A, and charges stored in the sensing node A for the next signal detection. Sample and hold to interface between the reset transistor Rx for reading the reference voltage level and the PGA / ADC 130 of FIG. 1 receiving the output signal from the pixel without distorting the signal generated at the pixel. and a drive transistor Dx connected to a source follower for driving and hold, and a selection transistor Sx for addressing the voltage of the pixel in units of rows. The remaining transistor LD is a load transistor driven by a bias voltage Pixel Bias.

도 2를 참조하여 단위 픽셀의 구동 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 리셋 트랜지스터(Rx)와 전송 트랜지스터(Tx)를 온(on) 시킨 후, 리셋 트랜지스터(Rx)와 전송 트랜지스터(Tx)를 오프(off)시키고, 선택 트랜지스터(Sx)를 온시켜 기준 전압을 읽는다. 이후, 일정 시간 동안 포토 다이오드(210)에 생성된 광전하를 읽어 센싱 노드(A)로 전달하기 위하여 전송 트랜지스터(Tx)를'온'시켜 신호 레벨을 읽는다. 이렇게 읽어온 기준 전압 레벨과 신호 레벨의 차가 일정 시간 동안 입력된 빛에 상응하는 픽셀의 출력 신호가 된다.
A driving operation of the unit pixel will be described with reference to FIG. 2 as follows. First, the reset transistor Rx and the transfer transistor Tx are turned on, and then the reset transistor Rx and the transfer transistor Tx are turned off, and the selection transistor Sx is turned on to reset the reference voltage. Read. Thereafter, in order to read the photocharge generated in the photodiode 210 and transmit the photocharge to the sensing node A, the transfer transistor Tx is turned on to read the signal level. The difference between the reference voltage level and the signal level thus read becomes the output signal of the pixel corresponding to the input light for a predetermined time.

도 3은 일반적인 로우 디코더의 회로도를 나타낸 것이다. 각 로우의 리셋 게이트 신호(RSi, RSi +1, ...), 전송 게이트 신호(TFi, TFi +1, ...), 선택 게이트 신호(SLi, SLi +1, ...)들은 로우 어드레스 신호(Ai, Ai +1, ...)와 리셋 신호(Rx), 전송 신호(Tx), 선택 신호(Sel)들의 조합으로 만들어진다. 즉, 해당 로우 어드레스가 선택되는 신호가 인가되면, 해당 로우의 전송 게이트 신호(TFi, TFi +1, ...), 리셋 게이트 신호(RSi, RSi +1, ...) 그리고 선택 게이트 신호(SLi, SLi +1, ...)가 출력된다. 이 구조는 순차적으로 PD를 리셋시키고 읽어낼 수는 있으나, 전자 메커니컬 셔터(Electro Mechanical Shutter)기능을 지원하기 위해 모든 로우의 PD를 동시에 리셋시키는 것은 불가능하다.
3 shows a circuit diagram of a typical row decoder. Reset gate signals RS i , RS i +1 , ... of each row, transmission gate signals TF i , TF i +1 , ..., select gate signals SL i , SL i +1,. ... are made of a combination of row address signals A i , A i +1 , ..., a reset signal Rx, a transmission signal Tx, and a selection signal Sel. That is, when a signal for selecting a corresponding row address is applied, the transfer gate signals TF i , TF i +1 , ... of the corresponding row, the reset gate signals RS i , RS i +1 , ..., and The select gate signals SL i , SL i +1 , ... are output. This structure can reset and read PDs sequentially, but it is not possible to reset all rows of PDs simultaneously to support the Electro Mechanical Shutter feature.

또한 프레임 레이트(Frame Rate)를 증가시키고 출력 이미지 사이즈를 줄이기 위해 사용되는 서브 샘플링(Sub-Sampling) 기능에서 생기는 블루밍 현상을 제거할 수가 없다. 예를 들어, 도 4와 같이 서브 샘플링 모드에서 액세스가 되지 않는 PD는 리셋 게이트 신호와 선택 게이트 신호가 계속 꺼져 있기 때문에 PD에 쌓인 광전하를 방출하지 못하여 블루밍(blooming) 현상이 발생한다. 제어부에서 어드레스와 전송 게이트, 리셋 게이트, 선택 게이트를 효과적으로 제어하여 광전하를 방출하여 줌으로써 블루밍 현상을 막을 수 있으나, 이로 인해 아날로그 CDS 회로에 영향을 끼쳐 이미지 열화를 가져 올 수 있고, 서브 샘플링 동안 접근을 하지 않는 PD의 광전하를 정해진 시간 내에 방출을 해야 하기 때문에 PD에 쌓인 광전하를 완전히 방출할 수 없는 문제점이 있으며, 또한, 서브 샘플링시에 샘플링되지 않는 광전하를 방출해주기 위해 로우 어드레스 신호, 전송 신호, 리셋 신호를 부가적으로 통제해 주어야 하기 때문에 제어부가 복잡해지는 문제점이 있다.
In addition, the blooming of the sub-sampling function used to increase the frame rate and reduce the output image size cannot be eliminated. For example, as shown in FIG. 4, the PD which is not accessed in the sub-sampling mode does not emit photocharges accumulated in the PD because the reset gate signal and the selection gate signal are turned off, thereby causing a blooming phenomenon. The controller can effectively control the address, transfer gate, reset gate, and select gate to release photocharges to prevent blooming, but this can affect analog CDS circuitry resulting in image degradation and access during subsampling. There is a problem in that the photocharges accumulated in the PD cannot be completely discharged because the photocharges of the PDs that do not have to be discharged within a predetermined time, and also the low address signals, Since the transmission signal and the reset signal must be additionally controlled, the control unit becomes complicated.

본 발명의 실시예는 서브 샘플링시에 광전하를 배출하게 하는 로우 디코더를 제공한다.
Embodiments of the present invention provide a row decoder for discharging photocharges during subsampling.

본 발명의 일 양태에 따르면, 어드레스 신호와 리셋 신호에 응답하여 중간 리셋 게이트 신호를 발생시키는 제1 논리 조합부와, 어드레스 신호와 전송 신호에 응답하여 중간 전송 게이트 신호를 발생시키는 제2 논리 조합부와, 어드레스 신호와 선택 신호에 응답하여 선택 게이트 신호를 발생시키는 제3 논리 조합부와, 대응하는 픽셀을 상기 어드레스 신호와 관계없이 리셋하기 위한 글로벌 리셋 신호와 중간 리셋 게이트 신호에 응답하여 리셋 게이트 신호를 발생시키는 제4 논리 조합부와, 글로벌 리셋 신호와 중간 전송 게이트 신호에 응답하여 전송 게이트 신호를 발생시키는 제5 논리 조합부를 포함하는 이미지 센서 로우 디코더를 제공한다.
According to an aspect of the present invention, a first logic combining portion generates an intermediate reset gate signal in response to an address signal and a reset signal, and a second logic combining portion generates an intermediate transfer gate signal in response to an address signal and a transmission signal. A third logic combination unit for generating a selection gate signal in response to an address signal and a selection signal, and a reset gate signal in response to a global reset signal and an intermediate reset gate signal for resetting a corresponding pixel irrespective of the address signal; An image sensor row decoder includes a fourth logic combination unit generating a second logic combination unit and a fifth logic combination unit generating a transmission gate signal in response to a global reset signal and an intermediate transfer gate signal.

일 실시예에서, 단위 어레이가 어드레스 신호에 의해 선택되지 않은 경우에, 대응하는 픽셀을 리셋하는 글로벌 리셋 신호가 공급될 수 있다.
In one embodiment, when the unit array is not selected by the address signal, a global reset signal for resetting the corresponding pixel may be supplied.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 이미지 센서 내의 로우 및 컬럼으로 배열된 복수의 픽셀을 어드레싱하는 로우 디코더가 제공되며, 로우 디코더의 단위 어레이는, 어드레스 신호와 리셋 신호에 응답하여 중간 리셋 게이트 신호를 발생시키는 제1 논리 조합부와, 어드레스 신호와 전송 신호에 응답하여 중간 전송 게이트 신호를 발생시키는 제2 논리 조합부와, 어드레스 신호와 선택 신호에 응답하여 선택 게이트 신호를 발생시키는 제3 논리 조합부와, 상기 복수의 픽셀 중 대응하는 픽셀을 상기 어드레스 신호와 관계없이 리셋하기 위한 글로벌 리셋 신호와 상기 중간 리셋 게이트 신호에 응답하여 리셋 게이트 신호를 발생시키는 제4 논리 조합부와, 상기 글로벌 리셋 신호와 상기 중간 전송 게이트 신호에 응답하여 전송 게이트 신호를 발생시키는 제5 논리 조합부를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, a row decoder for addressing a plurality of pixels arranged in rows and columns in an image sensor is provided, wherein the unit array of row decoders generates an intermediate reset gate signal in response to an address signal and a reset signal. A first logic combining unit configured to generate an intermediate transfer gate signal in response to the address signal and the transmission signal, a third logic combining unit generating the selection gate signal in response to the address signal and the selection signal; A fourth logic combination unit configured to generate a reset gate signal in response to a global reset signal and an intermediate reset gate signal for resetting a corresponding pixel of the plurality of pixels irrespective of the address signal, the global reset signal and the Fifth logic to generate a transfer gate signal in response to an intermediate transfer gate signal It includes a combination.

일 실시예에서, 단위 어레이가 어드레스 신호에 의해 선택되지 않은 경우에, 복수의 픽셀 중 대응하는 픽셀을 리셋하는 글로벌 리셋 신호가 공급될 수 있다.
In one embodiment, when the unit array is not selected by the address signal, a global reset signal for resetting the corresponding pixel among the plurality of pixels may be supplied.

일 실시예에서, 기설정된 제1 개수의 단위 어레이가 그룹을 형성하고, 기설정된 제2 개수의 그룹이 로우 디코더의 전체 어레이를 형성하며, 글로벌 리셋 신호는 단위 어레이에 각각 대응하는 제1 개수의 신호로 이루어질 수 있다.
In one embodiment, the first predetermined number of unit arrays form a group, the second predetermined number of groups form an entire array of row decoders, and the global reset signal corresponds to a first number of respective units corresponding to the unit arrays. It can be made of a signal.

일 실시예에서, 복수의 픽셀 중 일부를 샘플링하는 서브 샘플링 모드에서, 글로벌 리셋 신호는 서브 샘플링되지 않는 픽셀에 대응하는 단위 어레이에 서브 샘플링되지 않는 픽셀이 리셋되는 논리값을 공급할 수 있다.
In one embodiment, in a subsampling mode that samples a portion of the plurality of pixels, the global reset signal may supply a logic value at which the pixels that are not subsampled are reset to the unit array corresponding to the pixels that are not subsampled.

일 실시예에서, 복수의 픽셀 모두를 리셋하는 글로벌 리셋 모드에서, 글로벌 리셋 신호는 기설정된 제2 개수의 그룹의 단위 어레이 각각에, 대응하는 픽셀이 리셋되는 논리값을 순차적으로 공급할 수 있다.
In one embodiment, in the global reset mode for resetting all of the plurality of pixels, the global reset signal may sequentially supply a logic value for resetting the corresponding pixel to each of the preset second number of unit arrays.

본 발명의 실시예에 따르면, 서브 샘플링시에 샘플링되지 않는 이미지 센서의 픽셀에 축적된 광전하를 배출함으로써 블루밍 현상을 제거하여 이미지의 품질을 높일 수 있다.
According to an exemplary embodiment of the present invention, the blooming of photocharges accumulated in pixels of an image sensor that is not sampled at the time of subsampling may be discharged to remove the blooming phenomenon, thereby improving image quality.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 글로벌 리셋시에 동시에 스위칭되는 스위치의 개수를 줄여서 IR 드랍 현상을 방지할 수 있다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, the IR drop phenomenon can be prevented by reducing the number of switches that are simultaneously switched at the time of global reset.

도 1은 일반적인 이미지 센서의 블록도이다.
도 2는 일반적인 이미지 센서의 단위 픽셀에 대한 구성도이다.
도 3은 일반적인 로우 디코더의 회로도를 나타낸 것이다.
도 4는 일반적인 로우 디코더의 동작 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 로우 디코더의 단위 어레이에 대한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 로우 디코더의 단위 어레이 그룹을 도시하는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로우 디코더의 각 그룹에 대한 서브 샘플링시의 동작 타이밍도이다.
1 is a block diagram of a general image sensor.
2 is a block diagram of a unit pixel of a general image sensor.
3 shows a circuit diagram of a typical row decoder.
4 is an operation timing diagram of a general row decoder.
5 is a circuit diagram of a unit array of an image sensor row decoder according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram illustrating a unit array group of an image sensor row decoder according to an embodiment of the present invention.
7 is an operation timing diagram during subsampling for each group of row decoders according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 로우 디코더를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, an image sensor row decoder according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서 로우 디코더의 단위 어레이(500)를 도시하는 회로도이다. 로우 디코더의 단위 어레이(500)는 제1 내지 제5 논리 조합부(510, 520, 530, 540, 550)를 포함한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 제1 내지 제3 논리 조합부(510, 520, 530)는 앤드 게이트 회로로 도시되며, 제4 및 제5 논리 조합부(540, 500)는 오아 게이트 회로로 도시되나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 논리 조합부로도 이루어질 수 있다.
5 is a circuit diagram illustrating a unit array 500 of a CMOS image sensor row decoder according to an embodiment of the present invention. The unit array 500 of the row decoder includes first to fifth logic combination units 510, 520, 530, 540, and 550. In the embodiment shown in FIG. 5, the first to third logic combinations 510, 520, and 530 are shown as end gate circuits, and the fourth and fifth logic combinations 540 and 500 are as oar gate circuits. Although shown, the present invention is not limited to this, and may be made of other logic combinations.

제1 논리 조합부(510)는 어드레스 신호(A)와 리셋 신호(Rx)에 응답하여 중간 게이트 신호를 발생한다. 제2 논리 조합부(520)는 어드레스 신호(A)와 전송 신호(Tx)에 응답하여 중간 전송 게이트 신호를 발생한다. 제3 논리 조합부(530)는 어드레스 신호(A)와 선택 신호(Sel)에 응답하여 선택 게이트 신호(SL)를 발생한다. 제4 논리 조합부(540)는 글로벌 리셋 신호(GR)와 중간 리셋 게이트 신호에 응답하여 리셋 게이트(RS) 신호를 발생한다. 제5 논리 조합부(550)는 글로벌 리셋 신호(GR)와 중간 전송 게이트 신호에 응답하여 전송 게이트 신호(TF)를 발생한다. 리셋 게이트 신호(RS), 전송 게이트 신호(TF), 선택 게이트 신호(SL)는 도 2의 단위 픽셀(200)에 공급된다.
The first logic combiner 510 generates an intermediate gate signal in response to the address signal A and the reset signal Rx. The second logic combiner 520 generates an intermediate transfer gate signal in response to the address signal A and the transmission signal Tx. The third logic combiner 530 generates the selection gate signal SL in response to the address signal A and the selection signal Sel. The fourth logic combination unit 540 generates a reset gate RS signal in response to the global reset signal GR and the intermediate reset gate signal. The fifth logic combination unit 550 generates the transfer gate signal TF in response to the global reset signal GR and the intermediate transfer gate signal. The reset gate signal RS, the transfer gate signal TF, and the selection gate signal SL are supplied to the unit pixel 200 of FIG. 2.

이와 같은 로우 디코더의 동작을 설명하면, 제1 논리 조합부(510)는 어드레스 신호(A)와 리셋 신호(Rx)가 입력되어 이 두 신호의 논리곱을 중간 리셋 게이트 신호로서 발생한다. 중간 리셋 게이트 신호는 글로벌 리셋 신호(GR)와 함께 제4 논리 조합부(540)에 입력되고, 제4 논리 조합부(540)는 입력된 두 신호의 논리합을 리셋 게이트 신호(RS)로서 출력한다. 따라서, 어드레스 신호(A)에 의해 해당 어드레스가 선택되고 리셋 신호(Rx)가 입력되는 경우, 또는 글로벌 리셋 신호(GR)에 의해 리셋이 선택되는 경우에 제4 논리 조합부(540)는 H 논리값을 출력하여 대응하는 단위 픽셀(예를 들어, 도 2의 단위 픽셀(200))에 공급한다.
Referring to the operation of the row decoder, the first logic combination unit 510 receives the address signal A and the reset signal Rx and generates a logical product of these two signals as an intermediate reset gate signal. The intermediate reset gate signal is input to the fourth logic combination unit 540 together with the global reset signal GR, and the fourth logic combination unit 540 outputs the logic sum of the two input signals as the reset gate signal RS. . Therefore, when the corresponding address is selected by the address signal A and the reset signal Rx is input, or when the reset is selected by the global reset signal GR, the fourth logic combination unit 540 performs the H logic. The value is output and supplied to the corresponding unit pixel (eg, the unit pixel 200 of FIG. 2).

또한, 제2 논리 조합부(520)는 어드레스 신호(A)와 전송 신호(Tx)가 입력되어 이 두 신호의 논리곱을 중간 전송 게이트 신호로서 발생한다. 중간 전송 게이트 신호는 글로벌 리셋 신호(GR)와 함께 제5 논리 조합부(550)에 입력되고, 제5 논리 조합부(550)는 입력된 두 신호의 논리합을 전송 게이트 신호(TF)로서 출력한다. 따라서, 어드레스 신호(A)에 의해 해당 어드레스가 선택되고 전송 신호(Tx)가 입력되는 경우, 또는 글로벌 리셋 신호(GR)에 의해 전송이 선택되는 경우에 제5 논리 조합부(550)는 H 논리값을 출력하여 대응하는 단위 픽셀에 공급한다.
In addition, the second logic combiner 520 receives the address signal A and the transmission signal Tx and generates a logical product of the two signals as an intermediate transmission gate signal. The intermediate transfer gate signal is input to the fifth logic combiner 550 together with the global reset signal GR, and the fifth logic combiner 550 outputs the logical sum of the two input signals as the transfer gate signal TF. . Therefore, when the corresponding address is selected by the address signal A and the transmission signal Tx is input or when the transmission is selected by the global reset signal GR, the fifth logic combination unit 550 performs the H logic. The value is output and supplied to the corresponding unit pixel.

한편, 제3 논리 조합부(530)는 어드레스 신호(A)와 선택 신호(Sel)가 입력되어 이 두 신호의 논리곱을 선택 게이트 신호로서 발생하여 도 2의 단위 픽셀(200)에 공급한다.
Meanwhile, the third logic combiner 530 receives the address signal A and the select signal Sel, generates a logical product of the two signals as the select gate signal, and supplies the resultant signal to the unit pixel 200 of FIG. 2.

이와 같이, 단위 어레이(500)는 대응하는 픽셀이 샘플링되는 경우에, 어드레스 신호(A)에 의해 해당 단위 픽셀(500)이 선택되고, 리셋 신호, 전송 신호, 및 선택 신호에 의해 해당 픽셀을 샘플링하는 취지의 리셋 게이트 신호(RS), 전송 게이트 신호(TF) 및 선택 게이트 신호(SL)가 해당 픽셀로 전송된다.
As such, when the corresponding pixel is sampled, the unit pixel 500 is selected by the address signal A, and the corresponding pixel is sampled by the reset signal, the transmission signal, and the selection signal. The reset gate signal RS, the transfer gate signal TF, and the selection gate signal SL are transmitted to the corresponding pixel.

또한, 단위 어레이(500)에 대응하는 픽셀이 샘플링이 되지 않는 경우에는, 샘플링되지 않고 광전하를 방출하도록 하는 취지의 글로벌 리셋 신호(GR)가 공급되어, 글로벌 리셋 신호(GR)에 의해 리셋 게이트 신호(TF)와, 전송 게이트 신호(TF)는 H 논리값을 가지게 되어 포토 다이오드에 누적된 광전하를 적절하게 방출하게 된다. 샘플링이 되지 않는 픽셀에 대하여는 선택 신호(Sel)가 L 논리값을 가지므로 선택 게이트 신호(SL)가 L 논리값을 가지게 되어 샘플링 동작이 발생하지 않는다.
In addition, when the pixel corresponding to the unit array 500 is not sampled, the global reset signal GR for supplying photocharge without being sampled is supplied, and the reset gate is supplied by the global reset signal GR. The signal TF and the transfer gate signal TF have an H logic value so as to appropriately discharge the photocharge accumulated in the photodiode. For the pixels that are not sampled, since the selection signal Sel has an L logic value, the selection gate signal SL has an L logic value, so that a sampling operation does not occur.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서 로우 디코더의 단위 어레이 그룹을 도시하는 회로도이다. 도 6에 도시된 로우 디코더의 단위 어레이 그룹은 8개의 단위 어레이를 포함하는 것으로 도시되나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 임의의 기설정된 제1 개수의 단위 어레이가 로우 디코더의 단위 어레이 그룹을 이룰 수 있다. 기설정된 제1 개수의 단위 어레이는 도 5에 도시된 바와 같이 그룹을 형성하여 리셋 신호, 전송 신호, 선택 신호 및 글로벌 리셋 신호에 의해 대응하는 픽셀들에 대한 샘플링 또는 광전하 방출을 수행할 수 있다.
6 is a circuit diagram illustrating a unit array group of a CMOS image sensor row decoder according to an embodiment of the present invention. Although the unit array group of the row decoder illustrated in FIG. 6 is illustrated as including eight unit arrays, the present invention is not limited thereto and any predetermined first number of unit arrays may form the unit array group of the row decoder. have. The predetermined first number of unit arrays may form a group as shown in FIG. 5 to perform sampling or photocharge emission on corresponding pixels by the reset signal, the transmission signal, the selection signal, and the global reset signal. .

또한, 로우 디코더는 도 6에 도시된 바와 같은 그룹을 제2 개수만큼 포함하여, 로우 디코더의 전체 어레이를 형성한다. 예를 들어, VGA(640×480)의 경우 한 그룹에 8개의 단위 어레이가 포함되어 있는 경우에는 총 60개의 그룹이 로우 디코더에서 형성된다. 이 경우 60개의 그룹에 동일한 리셋 신호, 전송 신호, 선택 신호 및 글로벌 리셋 신호가 공급된다. 따라서, 한 글로벌 리셋 신호에 의해 그룹별로 대응하는 단위 어레이가 동시에 동작될 수 있다. 즉, 상이한 그룹에서 대응하는 단위 어레이들은 모두 동일한 동작이 수행될 수 있다.
In addition, the row decoder includes a second number of groups as shown in FIG. 6 to form an entire array of row decoders. For example, in the case of VGA (640 × 480), if a group includes eight unit arrays, a total of 60 groups are formed in the row decoder. In this case, the same reset signal, transmission signal, selection signal and global reset signal are supplied to 60 groups. Accordingly, the unit array corresponding to each group may be operated simultaneously by one global reset signal. In other words, all of the corresponding unit arrays in different groups may perform the same operation.

한편, 이미지 센서에서의 동작 모드는 복수의 픽셀 중 일부만을 샘플링하는 서브 샘플링 모드와 이미지 센서의 픽셀들을 모두 리셋하는 글로벌 리셋 모드를 포함할 수 있다.
Meanwhile, the operation mode in the image sensor may include a sub-sampling mode for sampling only a portion of the plurality of pixels and a global reset mode for resetting all pixels of the image sensor.

서브 샘플링 모드는, 예를 들어, 이미지 센서를 구비한 휴대폰, 디지털 카메라 등과 같은 기기에서 라이브 뷰(live view)를 위하여 이미지 센서 중 일부 픽셀만을 샘플링하여 LCD 화면에 표시하는 모드일 수 있다. 서브 샘플링 모드에서, 글로벌 리셋 신호는 서브 샘플링되지 않는 픽셀에 대응하는 단위 어레이에 그 서브 샘플링되지 않는 픽셀이 리셋되는 논리값을 공급하며, 이에 따라 서브 샘플링되지 않는 픽셀에 대하여 광전하 방출을 지시하는 취지의 리셋 게이트 신호, 전송 게이트 신호 및 선택 게이트 신호를 공급한다. 리셋 게이트 신호, 전송 게이트 신호 및 선택 게이트 신호에 따라 해당 픽셀이 동작하여 포토 다이오드의 광전하가 방출된다. 따라서, 샘플링 모드에서 샘플링되지 않는 픽셀의 포토 다이오드에서 광전하가 방출되도록 함으로써 샘플링되는 이미지에서 블루밍 현상을 제거할 수 있다.
The sub-sampling mode may be, for example, a mode in which only some pixels of the image sensor are sampled and displayed on the LCD screen for live view in a device such as a mobile phone or a digital camera having an image sensor. In the subsampling mode, the global reset signal supplies the unit array corresponding to the pixels that are not subsampled with a logic value at which the subsampled pixels are reset, thereby instructing photocharge emission for the pixels that are not subsampled. The reset gate signal, the transfer gate signal, and the selection gate signal are provided. The pixel operates according to the reset gate signal, the transfer gate signal, and the selection gate signal to emit photocharge of the photodiode. Thus, by causing photocharge to be emitted from the photodiode of the pixel that is not sampled in the sampling mode, the blooming phenomenon can be removed from the sampled image.

글로벌 리셋 모드는 필요에 따라 복수의 픽셀을 모두 리셋하여 모든 광전하를 방출하는 모드이다. 글로벌 리셋 모드에는, 로우 디코더의 단위 에레이 그룹에서, 각 단위 어레이가 대응하는 픽셀이 샘플링되지 않고 순차적으로 리셋이 되도록 하는 취지의 글로벌 리셋 신호가 공급되어, 이에 따라 단위 어레이 그룹에 대응하는 픽셀들이 순차적으로 리셋될 수 있다.
The global reset mode is a mode that emits all photocharges by resetting all the pixels as needed. In the global reset mode, in the unit array group of the row decoder, a global reset signal is provided so that the pixel corresponding to each unit array is sequentially reset without being sampled, so that the pixels corresponding to the unit array group are sequentially Can be reset.

글로벌 리셋 모드에서 복수의 픽셀이 모두 동시에 리셋된다면 너무 많은 스위치가 동시에 스위칭되기 때문에 IR 드랍 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 복수의 픽셀이 순차적으로 리셋함으로써 동시에 스위칭되는 스위치의 개수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 한편, 글로벌 리셋 모드에서는, 글로벌 리셋 신호가 예를 들어, 8'h01 => 8'h03 => 8'h07 => 8h'0f가 되도록 제어함으로써 동시에 스위칭되는 스위치의 개수를 줄일 수 있어 IR 드랍 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
In the global reset mode, if multiple pixels are all reset at the same time, too many switches may be switched at the same time, causing IR drops. However, the number of switches simultaneously switched can be reduced by resetting a plurality of pixels sequentially. For example, on the other hand, in the global reset mode, the number of switches simultaneously switched can be reduced by controlling the global reset signal to be 8'h01 =>8'h03=>8'h07=>8h'0f. It can effectively prevent the IR drop phenomenon.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로우 디코더의 각 그룹에 대한 서브 샘플링시의 동작 타이밍도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 글로벌 리셋 신호는 8'b11001100이며, 서브 샘플링 모드에서 샘플링이 되지 않는 픽셀에 대하여는 광전하를 방출하는 취지의 리셋 게이트 신호, 전송 게이트 신호 및 선택 게이트 신호가 해당 픽셀로 전송되는 것을 알 수 있다.
7 illustrates an operation timing diagram during subsampling for each group of row decoders according to an embodiment of the present invention. As shown, the global reset signal is 8'b11001100, and the reset gate signal, the transfer gate signal, and the selection gate signal intended to emit photocharges are transmitted to the corresponding pixel for the pixel that is not sampled in the sub-sampling mode. Able to know.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해서만 한정되는 것으로 의도된다. 따라서, 청구범위에 기재된 범위 및 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
It is intended that the present invention not be limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but only by the appended claims. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the claims and the technical spirit of the present invention. Will belong.

500: 단위 어레이
510: 제1 논리 조합부
520: 제2 논리 조합부
530: 제3 논리 조합부
540: 제4 논리 조합부
550: 제5 논리 조합부
500: unit array
510: first logical combination
520: second logical combination portion
530: third logic combination
540: fourth logic combination portion
550: fifth logical combination portion

Claims (7)

어드레스 신호와 리셋 신호에 응답하여 중간 리셋 게이트 신호를 발생시키는 제1 논리 조합부;
상기 어드레스 신호와 전송 신호에 응답하여 중간 전송 게이트 신호를 발생시키는 제2 논리 조합부;
상기 어드레스 신호와 선택 신호에 응답하여 선택 게이트 신호를 발생시키는 제3 논리 조합부;
대응하는 픽셀을 상기 어드레스 신호와 관계없이 리셋하기 위한 글로벌 리셋 신호와 상기 중간 리셋 게이트 신호에 응답하여 리셋 게이트 신호를 발생시키는 제4 논리 조합부; 및
상기 글로벌 리셋 신호와 상기 중간 전송 게이트 신호에 응답하여 전송 게이트 신호를 발생시키는 제5 논리 조합부;
를 포함하는,
이미지 센서 로우 디코더.
A first logic combination unit generating an intermediate reset gate signal in response to the address signal and the reset signal;
A second logic combining unit generating an intermediate transfer gate signal in response to the address signal and the transmission signal;
A third logic combination unit generating a selection gate signal in response to the address signal and the selection signal;
A fourth logic combination section for generating a reset gate signal in response to a global reset signal and the intermediate reset gate signal for resetting a corresponding pixel irrespective of the address signal; And
A fifth logic combination unit generating a transmission gate signal in response to the global reset signal and the intermediate transmission gate signal;
Including,
Image Sensor Row Decoder.
제1항에 있어서,
상기 단위 어레이가 상기 어드레스 신호에 의해 선택되지 않은 경우에, 상기 대응하는 픽셀을 리셋하는 상기 글로벌 리셋 신호가 공급되는,
이미지 센서 로우 디코더.
The method of claim 1,
When the unit array is not selected by the address signal, the global reset signal for resetting the corresponding pixel is supplied.
Image Sensor Row Decoder.
CMOS 이미지 센서 내의 로우 및 컬럼으로 배열된 복수의 픽셀을 어드레싱하는 로우 디코더에 있어서,
상기 로우 디코더의 단위 어레이는,
어드레스 신호와 리셋 신호에 응답하여 중간 리셋 게이트 신호를 발생시키는 제1 논리 조합부;
상기 어드레스 신호와 전송 신호에 응답하여 중간 전송 게이트 신호를 발생시키는 제2 논리 조합부;
상기 어드레스 신호와 선택 신호에 응답하여 선택 게이트 신호를 발생시키는 제3 논리 조합부;
상기 복수의 픽셀 중 대응하는 픽셀을 상기 어드레스 신호와 관계없이 리셋하기 위한 글로벌 리셋 신호와 상기 중간 리셋 게이트 신호에 응답하여 리셋 게이트 신호를 발생시키는 제4 논리 조합부; 및
상기 글로벌 리셋 신호와 상기 중간 전송 게이트 신호에 응답하여 전송 게이트 신호를 발생시키는 제5 논리 조합부;
를 포함하는,
이미지 센서 로우 디코더.
A row decoder for addressing a plurality of pixels arranged in rows and columns in a CMOS image sensor,
The unit array of the row decoder,
A first logic combination unit generating an intermediate reset gate signal in response to the address signal and the reset signal;
A second logic combining unit generating an intermediate transfer gate signal in response to the address signal and the transmission signal;
A third logic combination unit generating a selection gate signal in response to the address signal and the selection signal;
A fourth logic combination unit generating a reset gate signal in response to a global reset signal and the intermediate reset gate signal for resetting a corresponding pixel among the plurality of pixels irrespective of the address signal; And
A fifth logic combination unit generating a transmission gate signal in response to the global reset signal and the intermediate transmission gate signal;
Including,
Image Sensor Row Decoder.
제3항에 있어서,
상기 단위 어레이가 상기 어드레스 신호에 의해 선택되지 않은 경우에, 상기 복수의 픽셀 중 대응하는 픽셀을 리셋하는 상기 글로벌 리셋 신호가 공급되는,
이미지 센서 로우 디코더.
The method of claim 3,
When the unit array is not selected by the address signal, the global reset signal for supplying a corresponding pixel among the plurality of pixels is supplied.
Image Sensor Row Decoder.
제3항에 있어서,
기설정된 제1 개수의 상기 단위 어레이가 그룹을 형성하고,
기설정된 제2 개수의 상기 그룹이 상기 로우 디코더의 전체 어레이를 형성하며,
상기 글로벌 리셋 신호는 상기 단위 어레이에 각각 대응하는 상기 제1 개수의 신호로 이루어지는,
이미지 센서 로우 디코더.
The method of claim 3,
The preset first number of unit arrays form a group,
The predetermined second number of groups forms an entire array of the row decoders,
The global reset signal includes the first number of signals respectively corresponding to the unit array.
Image Sensor Row Decoder.
제5항에 있어서,
상기 복수의 픽셀 중 일부를 샘플링하는 서브 샘플링 모드에서, 상기 글로벌 리셋 신호는 서브 샘플링되지 않는 픽셀에 대응하는 단위 어레이에 상기 서브 샘플링되지 않는 픽셀이 리셋되는 논리값을 공급하는,
이미지 센서 로우 디코더.
The method of claim 5,
In the sub-sampling mode of sampling a portion of the plurality of pixels, the global reset signal supplies a logic value at which the non-subsampled pixels are reset to a unit array corresponding to the pixels that are not subsampled,
Image Sensor Row Decoder.
제5항에 있어서,
상기 복수의 픽셀 모두를 리셋하는 글로벌 리셋 모드에서, 상기 글로벌 리셋 신호는 상기 기설정된 제2 개수의 상기 그룹의 단위 어레이 각각에, 대응하는 픽셀이 리셋되는 논리값을 순차적으로 공급하는
이미지 센서 로우 디코더.
The method of claim 5,
In the global reset mode for resetting all of the plurality of pixels, the global reset signal sequentially supplies a logic value for resetting the corresponding pixel to each of the predetermined second number of unit arrays of the group.
Image Sensor Row Decoder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160058489A (en) * 2014-11-17 2016-05-25 삼성전자주식회사 Image sensor and method of outputting data in the image sensor
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