Claims.


1. 고 다이나믹 레인지 화상 센서 구성:
   센서: 픽셀이 포화점에 다다르면 그 픽셀을 초기화 한다.
   저장부: 픽셀이 초기화된 횟수를 저장한다.
   측정부:픽셀에 빛이 모인 양을 측정한다. 측정은 몇번이나 초기화가 되었고, 최종적으로 초기화 된 후, 픽셀에 충전된 양을 측정한다.
2. 1에 언급한 고 다이나믹 레인지 화상 센서는 픽셀이 포화점에 다다랐는지를 트리거를 이용해 감지한다.
3. 2에 언급한 트리거는 픽셀의 포토다이오우드 출력 포트에 연결된다.
4. 1에 언급한 저장부는 적어도 하나의 플립플롭, RAM, 커운터를 이용해 초기화된 횟수를 저장한다.
5. 4에 언급한 저장부에 저장된 초기화 횟수는 새로은 프래임이 시작되면 삭제된다.
6. 1에 언급한 저장부는 적어도 하나의 캐페시터, 트렌지스터, 컴패어레이터(비교소자)를 포함하고, 픽셀이 포화점에 다다르면,
즉 캐패시터가 완전히 충전이 되면, 케패시터의 지연된 방전으로 인한 에러를 제거하기 위해 컴패어레이터를 사용한다.
7. 1에 언급한 측정부는 한 프레임동안 픽셀에 도달한 빛의 양을 측정한다.
8. 픽셀에 충전량을 측정하는 방법에 대한 구성:
   픽실이 포화점에 다다랐을 때 픽셀의 초기화.
   픽셀의 초기화된 횟수의 저장.
   빛이 픽셀에 도착한 양의 측정-픽셀의 초기화 횟수, 최종 초기화후 픽셀에 남아있는 충전량.
9. 8에서 언급한 픽셀의 초기화는 픽셀이 포화점에 다다랐는지를 감지함으로써 이루어진다.
10. 9에서 언급한 트리거는 픽셀의 포토다이오드의 출력 포트에 연결된다.
11. 8에서 언급한 초기화 횟수를 저장하는 것은 적어도 하나 이상의 플립플롭, RAM, 카운터를 이용해 초기화 홧수를 저장하는 것으로 이루어진다.
12. 11에서 언급한 저장부에 저장된 픽셀이 초기화된 회수는 새로은 프레임이 시작될 때, 삭제 된다.
13.8에서 언급된 픽셀이 초기화된 횟수의 저장은 최소한 하나 이상의 케페시터, 트렌지스터, 컴페어레이터를 이용하여 초기화된 횟수를 저장하는 것으로 이루어지고,
, 픽셀이 포화점에 다다랐을 때, 케페시터는 완전히 충전되고, 케페시터의 지연된 방전으로 인한 에러는 제거 된다.
14. 8에서 언급한 픽셀에 주신된 빛의 양에 대한 측정은 한 프레임동안 픽셀에 수신된 빛의 양을 측정하는 것으로 이루어진다.
15. 최소한 하나 이상의 읽기 가능한 컴퓨터의 저장 메체과 명령어는 8에서 언급한 방법을 구현한 적어도 하나의 프로세서를 통제한다.
16. 고 다이나믹 레인지 화상 센서 구성:
    이미지 센서 빛의 양을 수신하는 픽셀을 가지고 있고, 그 픽셀이 포화점에 다다랐을 때, 픽셀을 초기화 한다.
    측정부는 픽셀이 받은 빛의 양을 측정하고, 이는 픽셀이 초기화된 횟수와 최종적으로 최기화 된 후 잔류 충전량의 양을 이용해 측정 된다.


Description

상호 참조:

[0001]이 특허는 2006년 11월 14일 신청된 한국 특허번호 10-2006-0112413.


발명의 배경

[0002]1. 발명의 분야.

[0003]이 발명은 고 다이나믹 레인지 화상 센서와 각 픽셀의 충전량을 측정하기 위한 방법, 메체와 관련이 있다. 좀더 세부적으로
말하자면, 고 다이나믹 레인지 화상 센서에서 픽셀이 포화점에 다다랐을 때, 픽셀을 초기화 하며, 픽셀의 초기화된 횟수와 포화점의 값, 잔류 충전량을
이용한 충전의 측정, 그리고 픽셀의 충전량을 측정하는 방법에 대한 것이다.


[0004]2. 관련 분야에 대한 서술.

[0005]이동장비나 자동차 또는 감시장비에서 사용하는 이미지 센서는 약 60 dB정도의 다이나막 레인지를 갖는다.
그러한 화상센서는 상대적으로 제한된 다이나믹 레인지를 갖고 있고, 다양한 밝기의 환경에 적합하게 대처하지 못할 수 있으며,
명부와 암부의 차이가 많이 나는 환경에서는 이미지가 번지게 된다. 그렇기 때문에, 적절한 촬영이 이루어지지 않게 된다.

[0006]특히, 피사체가 밝은 조건에 있으면, 이미지 센서의 픽셀이 포화가 되고, 정상적인 촬영을 방해하게 된다.

[0007]일반적인 CMOS 이미지 센서에서, 픽셀이 고밀도의 빛을 받고, 그래서 픽셀이 포화점에 다다르면, 일정한 출력 전압을 출력한게 되고,
빛의 양이 증가 해도 그 출력 전압의 변동폭이 작아진다. 이것은 이미지 품질의 저하를 가져온다. 다시 말하면,
만약에 특정 픽셀이 포화점에 다다르면, 그 이상 빛의 양을 정상적으로 픽셀의 출력전압으로 측정하기 불가능해지고,
이는 다이나믹 레인지가 감소하는 결과를 가져오고, 궁극적으로 이미지 센서를 이용한 카메라 모듈의 성능을 저하시키게 된다.


[0008]그림 1은 일반적인 이미지 센서의 구조와 작동을 보여주는 것이다.


[0009]그림 1에서 보다시피, 광다이오우드 (PD) 11은 캐페시터 13과 광스위치 15를 포함한다.

[0010]먼저, 픽셀이 초기화 되면, 캐페시터 13에 충전이 된다. 동작 12.


[0011]그리고나서, 캐페시터 13은 픽셀에 빛을 받은 만큼 방전을 시작한다. 동작 14에서, 만약 픽셀이 낮은 밀도의 빛을 받았다면, 방전은
천천이 이루어지고, 픽셀이 높은 밀도의 빛을 받았다면, 방전은 빠르게 이루어진다. 디지털 카메라의 경우, 예를 들어, 캐페시터의 방전은
촬영 또는 포커스를 하는 동안 프리뷰모드 등의 촤영 모드에서도 일어날 수 있다.


[0012]그림 2는 픽셀이 포화점에 다다랐을 때 출력 전압을 보여준다.


[0013] 픽셀이 포화점에 다다르기 전에는, 픽셀이 빛을 받는 양 만큼 비례해서 출력 전압이 달라지고, 촬영은 정상적으로 이뤄진다.

[0014]그러나, 만일 캐페시터가 픽셀이 초기화 되기전 고밀도의 빛을 수신한 것에 의해 방전이 될 경우, 픽셀은 포화상태 22, 24에 다다르고,
출력전압의 변동폭은 추가적으로 받아들이는 빛의 양에 비해 상대적으로 매우 작은 양에 불과하게 된다. 그리하여, 촬영된 이미지의 품질은
원치않게도 나빠지게 된다.


발명의 요약

[0015]이 발명에 의하면, 이 발명으로 고 다이나믹 레인지의 이미지 센서와 고 다이나믹 레인지 이미지를 가능케하는 다이나믹 레인지의 확장
방법을 제공하게 된다.


[0016]이 발명에 의하면, 고 다이나믹 레인지 이미지 센서는 픽셀이 포화점에 다다르면, 그 픽셀을 초기화 시키고, 저장부는
그 픽셀이 몇번 초기화 되었는지 저당하고, 측정부는 픽셀이 초기화된 횟수와 최후에 초기화 된 이후 잔여 충전량을 이용해 그
픽셀이 받은 빛의 총 양을 측정하게 된다.

[0017]이 발명의 또 다른 부분은, 픽셀이 충전량을 측정하는 방법을 제시하는 것인데, 이 방법은 픽셀이 포화점에 다다르면 리셋을 시키고,
리셋된 횟수를 저장하면, 저장된 초기화 횟수와 잔여 충전량을 통한 빛을 수신한 총량을 측정하는 것이다.


[0018]이 발명의 또 다른 부분은, 고 다이나믹 레인지 화상센서는 다음과 같은 것을 제공한다.
      빛을 수집하고, 픽셀이 포화점에 다다랐을 때, 초기화되는 이미지 센서,
      픽셀이 최화된 횟수와 잔여 충전량을 이용해 한 픽셀이 수집한 빛의 양을 측정하는 측정부


[0019]이 발명의 또 다른 부분은, 최소한 하나 이상의 읽기 가능한 컴퓨터 명령을 저장하는 읽기 가능한 컴퓨터메체
     (번역이 어렵네요... computer readable medium storing computer readable instructions)를 포함하는데, 본 발명의 수단을 구현한다.


도표의 간락한 설명.


[0020] 지금까지 설명한 그리고/또는 발명의 다른 관점, 기능, 잇점들은 다음의 구체적인 설명들과 따라오는 그림등을 통해
좀더 구체적이고 확실해 질 것이다.

[0021]FIG. 1은 일반적인 이미지 센서의 구조와 동작을 보여준다.

[0022]FIG. 2는 포화상태에서 픽셀의 출력 전압을 보여준다.

[0023]FIG. 3은 본 발명이 구현되었을 때, 픽셀이 포화상태에서 픽셀을 초기화 하는 원리를 보여준다.

[0024]FIG. 4는 본 발명이 구현되었을 때, 이미지 센서의 블록 다이어그램이다.

[0025]FIGS. 5 부터 8은 본 발명이 구현되었을 때, 전형적인 고 다이나믹 레인지 화상 센서의 상세도이다.

[0026]FIG. 9는 본 발명이 구현되었을 때, 한 픽셀이 포화점에서 초기화된 횟수를 출력하는 저장부의 플립플롭 회로를 보여주는
그림이다.

[0027]FIG. 10은 본 발명이 구현되었을 때, 한 픽셀이 빛을 수집한 양을 측정하는 방법을 보여주는 흐름도이다.


의도하는 구현에 대한 상세 설명


[0028]설명과 함께 그림을 통한 예시와 관련 항목에 대한 참조 번호등 본 발명을 구체화 하기 위한 상세한 참조가
본 장에서 만들어질 것이다. 본 발명의 전형적인 구현방안은 아래 내용에서 그림 참조를 통해 설명 할 것이다.

[0029] 그러나, 본 발명은 다른 많은 형태로 구현될 수도 있고, 여기서 말하는 구현 방안으로 한정되는 것으로 해석되서는 안된다.
오히려, 이 구현 방안 들은 이 발표가 철저하고 완전하며, 이 발명의 개념을 이 분야의 일상적인 기술로 완전한 구현 가능하도록
하기 위해 제공된다.

[0030] 그림 3은 본 발명이 구현되었을 때, 픽셀이 포화상태에서 픽셀을 초기화 하는 원리를 보여준다.

[0031]특정 픽셀이 포화수준에 다다랐을 경우, 그 픽셀의 출력전압은 일반적으로 빛의 양에 준하지 않을 수 있다. 예를 들자면 출력된
충전량과 픽셀에 수집된 빛의 양의 관계... 이를 피하기 위해, 픽셀은 초기화 된다. 각각의 픽셀은 2가지의 형태의 초기화 동작이
있다. 첫번째는 전체 초기화 동작이라 부르며, 이는 새로운 프레임에서 초기화 되는 동작이다. 이 경우, 모든 픽셀은 동시에 재충전
되기 시작한다.
두번째의 초기화 동작은 개별 초기회 동작이다. 각 픽셀은 트리거를 통해 재충전 된다. 이경우, 각 픽셀의 재충전 상태는 각 픽셀에
수집된 빛의 양에 따라 다를 수 있다. 다른 말로, 일부 픽셀은 재충전 될 수도 있고 아닐 수도 있다. 추가로 설명하자면,
일부 픽셀은 빠르게 재충전이 될 수 있고, 어떤 것은 천천히 재충전이 될 수 있다. 픽셀이 초기화된 횟수와 픽셀의 잔여 빛의 양이
포함된다. 이는 심지어 픽셀이 포화 영역에 있더라도 그 픽셀이 수집한 빛의 양을 측정할 수 있게 된다.

번역은 31 까지 만 했는데, 이하 71항 까지 있는 특허입니다.