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KR100765252B1 - Apparatus and method for widening the dynamic range of an image sensor - Google Patents

Apparatus and method for widening the dynamic range of an image sensor Download PDF

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KR100765252B1
KR100765252B1 KR1020050125359A KR20050125359A KR100765252B1 KR 100765252 B1 KR100765252 B1 KR 100765252B1 KR 1020050125359 A KR1020050125359 A KR 1020050125359A KR 20050125359 A KR20050125359 A KR 20050125359A KR 100765252 B1 KR100765252 B1 KR 100765252B1
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South Korea
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image
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unit
image signal
time
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전정범
정헌준
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엠텍비젼 주식회사
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Abstract

본 발명은 CMOS 이미지 센서의 다이내믹 레인지를 넓히는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명이 적용되는 CMOS 이미지 센서는 피사체 이미지를 수신하는 픽셀부; 상기 픽셀부로부터 INT1 시간동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제1 화상 신호를 수신하는 제1 리드아웃부; 상기 픽셀부로부터 INT2 시간동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제2 화상 신호를 수신하는 제2 리드아웃부; 및 상기 제1 리드아웃부로부터 상기 제1 화상 신호를 수신하여 메모리에 저장하고, 상기 제2 리드아웃부부터 상기 제2 화상 신호를 수신하여, 상기 제1 화상 신호와 상기 제2 화상 신호를 합성한 후, 상기 합성된 값을 이미지 센서의 출력 값으로 출력하는 데이터 합성부를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for widening the dynamic range of a CMOS image sensor. CMOS image sensor to which the present invention is applied is a pixel unit for receiving a subject image; A first readout unit configured to receive a first image signal of the subject image exposed from the pixel unit during an INT1 time period; A second readout unit configured to receive a second image signal of the subject image exposed during the INT2 time from the pixel unit; And receiving the first image signal from the first readout unit and storing the first image signal in a memory, receiving the second image signal from the second readout unit, and synthesizing the first image signal and the second image signal. Afterwards, the data synthesis unit outputs the synthesized value as an output value of the image sensor.

CMOS 이미지 센서, 다이내믹 레인지 CMOS image sensor, dynamic range

Description

이미지 센서의 다이내믹 레인지를 넓히는 장치 및 방법{Apparatus and method for expanding dynamic range of image sensor}Apparatus and method for expanding dynamic range of image sensor

도 1은 종래의 CMOS 이미지 센서의 단위 화소를 도시한 등가 회로도.1 is an equivalent circuit diagram showing a unit pixel of a conventional CMOS image sensor.

도 2는 종래의 CMOS 이미지 센서 단위 화소에서 출력되는 영상 신호를 처리하기 위한 회로도. 2 is a circuit diagram for processing an image signal output from a conventional CMOS image sensor unit pixel.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 구성도.3 is a block diagram of a CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 데이터 합성부에서 노출 시간을 달리하는 두 화상 신호를 합성하는 과정을 설명하기 위한 데이터 합성부의 구성도.4 is a block diagram of a data synthesizing unit for explaining a process of synthesizing two image signals having different exposure times in a data synthesizing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 일반 이미지 센서와 본 발명에 따른 이미지 센서에서의 광량 대 출력의 그래프.Fig. 5 is a graph of the amount of light versus output in a general image sensor according to a preferred embodiment of the invention and in the image sensor according to the invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이중 샘플링을 통해 하나의 로우(Row)에 대하여 인테그레이션과 리드아웃을 수행하는 경우의 타이밍도.6 is a timing diagram in the case of performing integration and readout on one row through double sampling according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 롤링 셔터 방식에 의하여 동시에 둘 이상의 로우(Row)에서 인테그레이션을 수행하는 경우의 타이밍도.7 is a timing diagram when an integration is performed in two or more rows at the same time by a rolling shutter method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 일반적인 이미지 센서를 통해 촬영한 사진.8 is a photograph taken through a general image sensor.

도 9는 인테그레이션을 달리하여 촬영한 사진들.9 is pictures taken with different integration.

도 10은 도 9에서 두 사진을 적당한 알고리즘에 의하여 합성한 사진FIG. 10 is a photograph obtained by combining two photos in FIG. 9 by a suitable algorithm.

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

301 : 픽셀부301 pixel part

310 : 제1 리드아웃부310: first lead-out part

320 : 제2 리드아웃부320: second lead-out part

331 : 데이터 합성부331: data synthesis unit

401 : 메모리401: memory

본 발명은 CMOS 이미지 센서에서 이중 샘플링을 통해 다이내믹 레인지를 넓히는 방법 및 이를 이용한 이미지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a method for widening the dynamic range through double sampling in a CMOS image sensor and an image sensor using the same.

이미지 센서는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자를 말한다. 이미지 센서의 소자 종류에는 CCD(Charge Coupled Device) 방식의 소자 및 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Silicon) 방식의 소자가 있다. CCD 방식의 소자는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, CMOS 방식의 소자는 제어 회로 및 신호 처리 회로를 주변 회로로 사용하는 기술을 이용하여 화소 수만큼의 MOS 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.The image sensor refers to a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. Device types of image sensors include CCD (Charge Coupled Device) devices and CMOS (Complementary Metal-Oxide-Silicon) devices. CCD-type device is a device in which charge carriers are stored and transported in capacitors while individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors are located in close proximity to each other, while CMOS-type devices use control circuits and signal processing circuits as peripheral circuits. It is a device that adopts the switching method of making as many MOS transistors as the number of pixels using the technique used and sequentially detecting the output using the same.

CCD(charge coupled device)는 구동 방식이 복잡하고 전력 소모가 많으며, 마스크 공정 스텝수가 많아서 공정이 복잡하고 시그널 프로세싱 회로를 CCD 칩내에 구현할 수 없어 원칩(One Chip)화가 곤란하다는 등의 여러 단점이 있는바, 최근에 그러한 단점을 극복하기 위하여 서브-마이크론(sub-micron) CMOS 제조기술을 이용한 시모스(CMOS) 이미지 센서의 개발이 많이 연구되고 있다. 시모스 이미지 센서는 단위 화소(Pixel) 내에 포토다이오드와 모스트랜지스터를 형성시켜 스위칭 방식으로 차례로 신호를 검출함으로써 이미지를 구현한다. 또한 시모스 이미지 센서는 CMOS 제조 기술을 이용하므로 전력 소모도 적고 마스크 수도 20개 정도로 30개 내지 40개의 마스크가 필요한 CCD 공정에 비해 공정이 매우 단순하며 여러 신호 처리 회로와 원칩화가 가능하여 차세대 이미지 센서로 각광을 받고 있다.CCD (charge coupled device) has several disadvantages such as complicated driving method, high power consumption, high number of mask process steps, complicated process, and difficult to implement signal processing circuit in CCD chip. Recently, in order to overcome such drawbacks, the development of CMOS image sensors using sub-micron CMOS manufacturing techniques has been studied. The CMOS image sensor implements an image by forming a photodiode and a MOS transistor in a unit pixel (Pixel) and sequentially detecting signals in a switching method. In addition, the CMOS image sensor uses CMOS fabrication technology, which makes the process very simple compared to CCD processes requiring 30 to 40 masks with low power consumption and 20 masks. I am in the limelight.

도 1 및 도 2를 참조하여 기존의 CMOS 이미지 센서에 대해 설명하면 다음과 같다.A conventional CMOS image sensor will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.

도 1은 종래의 시모스 이미지 센서의 단위 화소를 도시한 등가 회로도이다.1 is an equivalent circuit diagram illustrating a unit pixel of a conventional CMOS image sensor.

도 1을 참조하면, 시모스 이미지 센서는 포토다이오드(PD; Photodiode), 트랜스퍼 트랜지스터(Tx; Transfer Transistor), 리셋 트랜지스터(Rx; Reset Transistor), 선택 트랜지스터(Sx; Select Transistor) 및 액세스 트랜지스터(Ax; Access Transistor)를 포함한다. 포토다이오드에 트랜스퍼 트랜지스터(Tx) 및 리셋 트랜지스터(Rx)가 직렬로 접속된다. 상기 리셋 트랜지스터(Rx)의 드레인(Drain)에는 전원 전압단의 인가전압(VDD)이 접속된다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 드레인 즉 리셋 트랜지스터(Rx)의 소스(Source)는 부유 확산층(F/D; Floating Diffusion)에 해당한다. 상기 부유 확산층(F/D)은 선택 트랜지스터(Sx)의 게이트(Gate)에 접속된다. 선택 트랜지스터(Sx) 및 액세스 트랜지스터(Ax)는 직렬로 접속되고, 선택 트랜지스터(Sx)의 드레인에 인가전압(VDD)이 접속된다.Referring to FIG. 1, a CMOS image sensor may include a photodiode (PD), a transfer transistor (Tx), a reset transistor (Rx; a reset transistor), a select transistor (Sx), and an access transistor (Ax). Access Transistor). The transfer transistor Tx and the reset transistor Rx are connected in series with the photodiode. The applied voltage VDD of the power supply voltage terminal is connected to the drain of the reset transistor Rx. The drain of the transfer transistor Tx, that is, the source of the reset transistor Rx, corresponds to the floating diffusion layer F / D. The floating diffusion layer F / D is connected to the gate Gate of the selection transistor Sx. The selection transistor Sx and the access transistor Ax are connected in series, and an applied voltage VDD is connected to the drain of the selection transistor Sx.

상기 구성을 가지는 시모스 이미지 센서의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저 상기 리셋 트랜지스터(Rx)가 온(On)되면 부유 확산층(F/D)의 전위는 인가전압(VDD)이 된다. 외부에서 수광부인 포토다이오드(PD)에 빛이 입사되면, 이에 비례하게 전자 홀 쌍(EHP; Electron Hole Pair)이 생성되어 신호 전하가 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 소스에 축적된다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)가 온되면 상기 신호 전하는 부유 확산층(F/D)으로 전달되고, 전달된 신호 전하의 양에 비례하여 부유 확산층(F/D)의 전위는 변화된다. 이러한 부유 확산층(F/D) 전위의 변화는 선택 트랜지스터(Sx)의 게이트 전위의 변화에 해당한다. 이때 선택 신호(Row)에 의하여 액세스 트랜지스터(Ax)가 온되면 데이터가 칼럼(Column) 쪽으로 출력된다. 다시 리셋 트랜지스터(Rx)가 온되면 부유 확산층(F/D)의 전위가 인가전압(VDD)이 되고, 이러한 과정을 반복하여 영상 신호가 출력된다.Referring to the operation of the CMOS image sensor having the above configuration is as follows. First, when the reset transistor Rx is turned on, the potential of the floating diffusion layer F / D becomes the applied voltage VDD. When light is incident on the photodiode PD, which is an external light receiving unit, an electron hole pair (EHP) is generated in proportion to the signal, and signal charges are accumulated in the source of the transfer transistor Tx. When the transfer transistor Tx is turned on, the signal charge is transferred to the floating diffusion layer F / D, and the potential of the floating diffusion layer F / D is changed in proportion to the amount of the signal charge transferred. The change in the floating diffusion layer F / D potential corresponds to the change in the gate potential of the selection transistor Sx. At this time, when the access transistor Ax is turned on by the selection signal Row, data is output toward the column. When the reset transistor Rx is turned on again, the potential of the floating diffusion layer F / D becomes the applied voltage VDD, and this process is repeated to output an image signal.

도 2는 종래의 CMOS 이미지 센서 단위 화소에서 출력되는 영상 신호를 처리하기 위한 회로도이다.2 is a circuit diagram for processing an image signal output from a conventional CMOS image sensor unit pixel.

도 2를 참조하면, CMOS 이미지 센서의 단위 화소(Pixel, 201)는 CDS 회로와 결합하는데, 여기서 CDS(Correlated double sampling) 회로는 FPN(Fixed Pattern Noise)를 없애기 위하여 리셋을 한 상태에서의 전압과 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)가 온된 상태에서의 전압의 차이를 신호 값으로 출력하기 위한 회로를 의미한다. CDS(Correlated double sampling) 회로는 리셋 데이터용 스위치(203), 픽셀 데이터용 스위치(205)를 포함한다. 리셋 상태에서 상기 리셋 데이터용 스위치(203)가 온(On)되면 리셋 상태에서 전압 값이 커패시터(207)에 저장된다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)가 온(On)된 상태에서는 픽셀 데이터용 스위치(205)가 온(On)되고 이 상태에서의 전압 값이 커패시터(209)에 저장된다. 상기 커패시터(207, 209)에 저장된 두 값의 차이는 차동 증폭기(211)를 통해 증폭되고, 증폭된 두 전압의 차이는 자동이득 컨트롤러(AGC; Automatic Gain Controller, 213) 및 아날로그-디지털 변환기(ADC, 215)를 통해 최종 출력된다.Referring to FIG. 2, a unit pixel (Pixel) 201 of a CMOS image sensor is combined with a CDS circuit, where a correlated double sampling (CDS) circuit is used to reset the voltage in a reset state to eliminate FPN (Fixed Pattern Noise). A circuit for outputting a difference in voltage as a signal value when the transfer transistor Tx is turned on. The correlated double sampling (CDS) circuit includes a switch 203 for reset data and a switch 205 for pixel data. When the reset data switch 203 is turned on in the reset state, the voltage value is stored in the capacitor 207 in the reset state. In the state where the transfer transistor Tx is On, the pixel data switch 205 is On, and the voltage value in this state is stored in the capacitor 209. The difference between the two values stored in the capacitors 207 and 209 is amplified by the differential amplifier 211, and the difference between the two amplified voltages is an automatic gain controller (AGC) and an analog-to-digital converter (ADC). , 215).

한편, 이미지 장치의 품질을 나타내는 데 있어, 중요한 판단 기준이 되는 것 중에 하나가 다이내믹 레인지(Dynamic Range)이다. 다이내믹 레인지는 일반적으로 입력 신호를 왜곡하지 않으면서 신호를 처리할 수 있는 최대 범위를 나타내는데, 이미지 센서의 경우에는 다이내믹 레인지가 넓을수록 넓은 범위의 명도 변화에 관계없이 좋은 이미지를 얻을 수 있다.On the other hand, one of the important criteria for indicating the quality of an image device is the dynamic range. Dynamic range generally represents the maximum range in which a signal can be processed without distorting the input signal. In the case of an image sensor, a wider dynamic range can obtain a good image regardless of a wide range of brightness changes.

그러나 기존의 이미지 센서는 다이내믹 레인지가 좁아서 아주 어두운 부분과 아주 밝은 부분을 한 이미지로 나타내려 할 경우에 노출 시간에 따라 어두운 부분을 표현하지 못하거나 밝은 부분을 표현하지 못하는 단점이 있다.However, the conventional image sensor has a disadvantage in that the dynamic range is narrow, so that the dark part and the bright part are not displayed in the dark part or the bright part depending on the exposure time.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이중 샘플링을 통해 노출 시간이 다른 두 화상 신호를 합성함으로써 다이내믹 레인지를 넓힐 수 있는 방법 및 이를 이용한 이미지 센서를 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a method and image sensor using the same that can widen the dynamic range by synthesizing two image signals having different exposure time through double sampling.

본 발명의 다른 목적은 롤링 셔터 방식의 메커니즘에 따라 동작하는 경우 프레임 레이트의 저하가 일어나지 아니하는 다이내믹 레인지를 넓힐 수 있는 방법 및 이를 이용한 이미지 센서를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method capable of widening the dynamic range in which the frame rate does not decrease when operating in accordance with a rolling shutter mechanism, and an image sensor using the same.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 피사체 이미지를 수신하는 픽셀부; 상기 픽셀부로부터 제1 노출 시간인 INT1 시간 동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제1 화상 신호를 수신하는 제1 리드아웃부; 상기 제1 리드아웃부가 상기 제1 화상 신호를 수신한 이후에, 상기 픽셀부로부터 상기 제1 노출 시간과는 다른 값을 갖는 제2 노출 시간인 INT2 시간 동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제2 화상 신호를 수신하는 제2 리드아웃부; 및 상기 제1 리드아웃부로부터 상기 제1 화상 신호를 수신하여 메모리에 저장하고, 상기 제2 리드아웃부로부터 상기 제2 화상 신호를 수신하여, 상기 메모리에 저장되어 있는 제1 화상 신호와 상기 제2 화상 신호를 합성한 후, 상기 합성된 값을 이미지 센서의 출력 값으로 출력하는 데이터 합성부를 포함하는 CMOS 이미지 센서를 제공할 수 있다.
여기에서, 상기 제1 리드아웃부 및 상기 제2 리드아웃부는 차동 증폭기, 자동이득 컨트롤러, 아날로그-디지털 변화기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 노출 시간인 INT2 시간은 상기 제1 노출 시간인 INT1 시간보다 20배 작은 값일 수 있다.
여기에서, 상기 데이터 합성부에서 합성된 값은 상기 제1 화상 신호의 값이 표시 한계 값을 넘지 아니하는 경우에는 상기 제1 화상 신호의 값에 1보다 작은 소정의 값을 곱한 값이며, 상기 제1 화상 신호의 값이 표시 한계 값인 경우에는 상기 제1 화상 신호의 값에 상기 제2 화상 신호의 값을 더하고 다시 오프셋을 뺀 값에 상기 1보다 작은 소정의 값을 곱한 값일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 피사체 이미지를 수신하는 픽셀부와, 상기 픽셀부로부터 소정 시간 동안 노출된 피사체 이미지의 화상 신호를 수신하는 제1 및 제2 리드아웃부와, 상기 제1 및 제2 리드아웃부로부터 전송되는 피사체 이미지의 각각의 화상 신호를 합성하는 데이터 합성부를 포함하는 CMOS 이미지 센서의 다이내믹 레인지를 넓히는 방법에 있어서, 상기 제1 리드아웃부가 상기 픽셀부로부터 제1 노출 시간인 INT1 시간동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제1 화상 신호를 수신하여 저장하는 단계; 상기 제1 리드아웃부가 상기 픽셀부로부터 상기 제1 화상 신호를 수신한 이후, 상기 제2 리드아웃부가 상기 픽셀부로부터 상기 제1 노출 시간과 다른 값을 갖는 제2 노출 시간인 INT2 시간동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제2 화상 신호를 수신하는 단계; 및 상기 제2 리드아웃부로부터 전송되는 제2 화상 신호와 상기 메모리에 저장되어 있는 상기 제1 화상 신호를 합성하여 합성된 값을 출력하는 단계를 포함하는 CMOS 이미지 센서에서 다이내믹 레인지를 넓히는 방법을 제공할 수 있다.
In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, a pixel unit for receiving a subject image; A first readout unit configured to receive a first image signal of the subject image exposed from the pixel unit during an INT1 time, which is a first exposure time; After the first readout unit receives the first image signal, the second image signal of the subject image exposed during the INT2 time, which is a second exposure time having a value different from the first exposure time, from the pixel unit. A second lead out unit for receiving a; And receiving the first image signal from the first readout unit and storing the first image signal in a memory, receiving the second image signal from the second readout unit, and storing the first image signal and the first image signal stored in the memory. After synthesizing two image signals, the CMOS image sensor may include a data synthesizing unit configured to output the synthesized value as an output value of the image sensor.
The first lead-out unit and the second lead-out unit may include a differential amplifier, an auto gain controller, and an analog-digital converter.
In addition, the second exposure time INT2 time may be a value 20 times smaller than the first exposure time INT1 time.
Here, the value synthesized by the data synthesizing unit is a value obtained by multiplying a value of the first image signal by a predetermined value smaller than 1 when the value of the first image signal does not exceed a display limit value. When the value of the first image signal is a display limit value, the value of the first image signal may be a value obtained by adding a value of the second image signal and subtracting an offset and multiplying the value of the first image signal by a predetermined value smaller than 1.
According to another aspect of the invention, the pixel portion for receiving the subject image, the first and second lead-out portion for receiving the image signal of the subject image exposed from the pixel portion for a predetermined time, and the first and second A method of widening a dynamic range of a CMOS image sensor including a data synthesizing unit for synthesizing respective image signals of a subject image transmitted from a readout unit, wherein the first readout unit has a first exposure time from the pixel unit; Receiving and storing a first image signal of the subject image exposed during After the first readout part receives the first image signal from the pixel part, the second readout part is exposed from the pixel part for an INT2 time which is a second exposure time having a value different from the first exposure time. Receiving a second image signal of the subject image; And synthesizing the second image signal transmitted from the second readout unit and the first image signal stored in the memory and outputting a synthesized value. can do.

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이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서는 픽셀부(301), 제1 리드아웃(Readout) 부 회로(310), 제2 리드아웃부(320) 및 데이터 합성부(331)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a CMOS image sensor according to the present invention includes a pixel unit 301, a first readout subcircuit 310, a second readout unit 320, and a data combiner 331. do.

상기 픽셀부(301)는 기존의 CMOS 이미지 센서의 픽셀부와 동일한 구조를 가지며, 피사체의 이미지에 대하여 노출 시간을 달리하여 획득한 두 화상 신호를 리드아웃부(310, 320)로 전달하는 기능을 수행한다.The pixel unit 301 has the same structure as the pixel unit of a conventional CMOS image sensor and transfers two image signals obtained by varying an exposure time to an image of a subject to the readout units 310 and 320. Perform.

상기 리드아웃부(310, 320)는 제1 리드아웃부(310)와 제2 리드아웃 회로(320)로 구분되며, 각각의 리드아웃부(310, 320)는 리셋 데이터용 스위치(311, 321), 픽셀 데이터용 스위치(312, 322), 리셋 데이터를 저장하기 위한 커패시터(313, 323), 픽셀 데이터를 저장하기 위한 커패시터(314, 324), 차동 증폭기(315, 325), 자동 이득 컨트롤러(AGC; Auto Gain Controller) 및 아날로그-디지털 변환기(ADC; Analog-to-Digital Convertor)를 포함한다.The readout parts 310 and 320 are divided into a first leadout part 310 and a second readout circuit 320, and each of the readout parts 310 and 320 is a switch for reset data 311 and 321. ), Switches 312 and 322 for pixel data, capacitors 313 and 323 for storing reset data, capacitors 314 and 324 for storing pixel data, differential amplifiers 315 and 325, and automatic gain controller ( Auto Gain Controller (AGC) and Analog-to-Digital Converter (ADC).

리셋 상태에서 상기 리셋 데이터용 스위치(311, 321)가 온(On)되면 리셋 상태에서 전압 값이 커패시터(313, 323)에 저장된다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)가 온(On)된 상태에서는 픽셀 데이터용 스위치(312, 322)가 온(On)되고 이 상태에서의 전압 값이 커패시터(314, 324)에 저장된다. 리셋 데이터용 커패시터(313, 323)와 픽셀 데이터용 커패시터(314, 324)에 저장된 두 값의 차이는 차동 증폭기(315, 325)를 통해 증폭되고, 증폭된 두 전압의 차이는 자동이득 컨트롤러(AGC; Automatic Gain Controller, 316, 326)에서 증폭된 후, 아날로그-디지털 변환기(ADC; Analog-to-Digital Convertor, 317, 327)를 통해 디지털 신호로 변환되어 데이터 합성부(331)로 전달된다.When the reset data switches 311 and 321 are turned on in the reset state, voltage values are stored in the capacitors 313 and 323 in the reset state. In the state where the transfer transistor Tx is On, the pixel data switches 312 and 322 are turned On and the voltage values in this state are stored in the capacitors 314 and 324. The difference between the two values stored in the reset data capacitors 313 and 323 and the pixel data capacitors 314 and 324 are amplified by the differential amplifiers 315 and 325, and the difference between the two amplified voltages is obtained by the auto gain controller AGC. After being amplified by the Automatic Gain Controller (316, 326), it is converted into a digital signal through an analog-to-Digital Converter (317, 327) and delivered to the data synthesizing unit (331).

종래의 이미지 센서는 리드아웃부가 하나이지만 본 발명에 의한 이미지 센서는 리드아웃부가 2개가 존재한다. 상기 두 리드아웃부(310, 320)는 픽셀부(301)에서 아웃되는 데이터라인을 공유하고 있으며, 픽셀부(301)에서 아웃되는 노출 시간을 서로 달리하는 두 화상 신호를 번갈아 가며 읽는다. 즉 제1 리드아웃부(310)는 인테그레이션이 수행된 시간, 즉 노출 시간이 INT1(제1 노출 시간)인 INT1 데이터를 읽어 데이터 합성부(331)로 전달하며, 제2 리드아웃부(320)는 인테그레이션이 수행된 시간이 상기 제1 노출 시간과는 다른 값을 갖는 INT2(제2 노출 시간)인 INT2 데이터를 읽어 데이터 합성부(331)로 전달한다. 이때, INT2는 INT1보다 작은 값을 가지며 바람직하게는 INT1보다 20배 작은 값을 가질 수 있다.The conventional image sensor has one lead out portion, but the image sensor according to the present invention has two lead out portions. The two lead-out units 310 and 320 share data lines that are out of the pixel unit 301, and alternately read two image signals having different exposure times out of the pixel unit 301. That is, the first readout unit 310 reads the INT1 data at which the integration is performed, that is, the exposure time is INT1 (first exposure time), and transmits the INT1 data to the data synthesis unit 331, and the second readout unit 320. Reads INT2 data having INT2 (second exposure time) having a value different from the first exposure time, and transmits the INT2 data to the data synthesis unit 331. At this time, INT2 may have a value smaller than INT1 and preferably 20 times smaller than INT1.

데이터 합성부(331)는 리드아웃부(310, 320)로부터 수신한 두 데이터를 합성하고, 합성된 값을 이미지 센서의 최종 출력 값을 출력하는 기능을 수행한다. 이와 같이 리드아웃부를 2개 두어 이중 샘플링을 수행하는 경우, INT1 데이터와 INT2 데이터가 리드아웃되어 데이터 합성부(331)로 전달될 때 두 데이터는 시간차가 존재하게 된다. 따라서 먼저 리드아웃되는 INT2 데이터는 메모리에 일시 저장되고, INT2 데이터가 리드아웃되는 순간 데이터 합성부(331)는 두 데이터를 합성한다. 데이터 합성부(331)에서 두 데이터의 합성 방법은 도 4를 참조하여 설명될 것이다.The data synthesizing unit 331 synthesizes two data received from the readout units 310 and 320 and outputs the final output value of the image sensor. When double sampling is performed with two read-out units as described above, when the INT1 data and the INT2 data are read out and transferred to the data synthesizing unit 331, there is a time difference between the two data. Therefore, the INT2 data first read out is temporarily stored in the memory, and the data synthesizing unit 331 combines the two data at the moment when the INT2 data is read out. A method of synthesizing the two data in the data synthesizing unit 331 will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 데이터 합성부에서 노출 시간을 달리하는 두 화상 신호를 합성하는 과정을 설명하기 위한 데이터 합성부의 구성도이다.4 is a block diagram illustrating a data synthesizing unit for explaining a process of synthesizing two image signals having different exposure times in the data synthesizing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 데이터 합성부는 INT1 데이터용 메모리(401) 및 합성 로직(403)을 포함한다. 이때 상기 INT1 데이터용 메모리(401)는 도 3에서 설명한 제1 리드아웃부에 포함되는 것도 가능하다. 상기 메모리(401)는 RAM과 같은 디지털 메모리를 의미한다.Referring to FIG. 4, the data synthesizing unit includes a memory 401 for INT1 data and a synthesizing logic 403. In this case, the INT1 data memory 401 may be included in the first readout unit described with reference to FIG. 3. The memory 401 means a digital memory such as RAM.

제1 리드아웃부에서 리드아웃되는 INT1 데이터는 제2 리드아웃부에서 리드아웃되는 INT2 데이터보다 시간상으로 선행되기 때문에 INT1 데이터는 INT2 데이터가 리드아웃되어 사용가능할 때까지 INT1 데이터용 메모리(401)에 일시 저장된다. INT2 데이터가 리드아웃되어 사용가능한 경우 합성 로직(403)은 메모리(401)에 저장된 INT1 데이터와 INT2 데이터를 합성한다. 합성 로직(403)의 예를 들면 다음과 같다.Since the INT1 data read out from the first lead-out section precedes the INT2 data read out from the second lead-out section in time, the INT1 data is stored in the INT1 data memory 401 until the INT2 data is read out and available. Temporarily stored. When INT2 data is read out and available, the synthesis logic 403 synthesizes the INT1 data and the INT2 data stored in the memory 401. An example of the synthesis logic 403 is as follows.

If(data(int1)<255)If (data (int1) <255)

data_out=((255-E)/255)*data(int1)data_out = ((255-E) / 255) * data (int1)

elseelse

data_out=((255-E)/255)*(data(int1)+data(int2)-offset)data_out = ((255-E) / 255) * (data (int1) + data (int2) -offset)

상기 예에서 data(int1)는 INT1 데이터를, data(int2)는 INT2 데이터를 의미한다. 한편, E는 확장 범위(Extended Range)로 다이내믹 레인지가 넓어지는 입력에 얼마만큼의 코드를 부여할지를 나타낸 값이다. INT1 데이터가 255(표시 가능한 가장 큰 값)보다 작은 값, 즉 포화상태가 아닌 경우에는 INT1 데이터에 (255-E)/255를 곱한 값이 최종 출력 값이며, INT1 데이터가 255인 경우, 즉 포화상태인 경우에는 "INT1 데이터 + INT2 데이터 - 오프셋"을 하여 얻은 값에 (255-E)/255를 곱한 값이 최종 출력 값이다. 이때 (255-E)/255는 1보다 작은 값이며, 오프셋(offset)은 센서의 특성에 의존하며 이상적인 이미지 센서의 경우 0일 수도 있다. 상기 오프셋은 이미지 센서가 제조되면 테스트한 후 일정한 값을 지정하는 방식으로 레지스터에 저장된다.In the above example, data (int1) means INT1 data and data (int2) means INT2 data. On the other hand, E is a value indicating how much code is to be applied to an input in which the dynamic range is extended to the extended range. If INT1 data is less than 255 (the largest displayable value), that is, not saturated, then INT1 data multiplied by (255-E) / 255 is the final output value, and if INT1 data is 255, that is, saturated In the state, the value obtained by "INT1 data + INT2 data-offset" multiplied by (255-E) / 255 is the final output value. At this time, (255-E) / 255 is smaller than 1, and the offset depends on the characteristics of the sensor and may be 0 for an ideal image sensor. The offset is stored in a register in a manner that specifies a constant value after testing once the image sensor is manufactured.

상기 예에서 확장 범위(E)의 의미 및 상기 예에 의하는 경우 어떻게 다이내믹 레인지가 넓어지는 지는 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.In the above example, the meaning of the extended range E and how the dynamic range is widened according to the above example will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 일반 이미지 센서와 본 발명에 따른 이미지 센서에서의 광량 대 출력의 그래프이다.Fig. 5 is a graph of the amount of light vs. output in a general image sensor according to a preferred embodiment of the invention and in the image sensor according to the invention.

도 5를 참조하면, 왼쪽 그래프는 일반 이미지 센서와 같이 일정 시간 노출에 의한 단일 샘플링에 의한 경우 광량 대 출력을 나타낸 것이며, 오른쪽 그래프는 본 발명에서와 같이 이중 샘플링을 통해 노출 시간이 다른 두 화상 신호를 합성한 경우의 광량 대 출력을 나타낸 것이다. 두 그래프에서 가로축은 광량의 크기를 나타내면 단위는 lux·sec이며, 가로축은 출력의 크기를 나타내며 코드로 표현된다. 이때 출력의 크기는 8비트 시스템의 경우 최소 0에서 최대 255의 값을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, the graph on the left shows the amount of light vs. the output in the case of a single sampling by a certain time exposure as in a general image sensor, and the graph on the right shows two image signals having different exposure times through double sampling as in the present invention. It shows the amount of light versus output when synthesized. In the two graphs, the horizontal axis represents the amount of light and the unit is lux · sec. The horizontal axis represents the size of the output and is expressed as a code. At this time, the output size may have a value of 0 to 255 in the case of an 8-bit system.

두 그래프에서 본 발명에서처럼 기존의 이미지 센서는 M까지의 광량을 가지는 이미지를 표현할 수 있으나, 이중 샘플링을 한 경우에는 M'까지의 광량을 가지는 이미지를 표현할 수 있음을 알 수 있다. 이때 A 구간은 단일 샘플링에 의할 때는 안보이다가 이중 샘플링을 하여 합성한 경우에는 보이는 구간을 의미한다. 즉, 본 발명에서처럼 이중 샘플링을 하는 경우 다이내믹 레인지가 M에서 M'으로 A만큼 넓어짐을 알 수 있다.In the two graphs, as shown in the present invention, the conventional image sensor may express an image having a light amount up to M, but when double sampling, the image sensor may display an image having a light amount up to M '. In this case, A section is invisible when using a single sampling, but means a section that is visible when a double sampling is synthesized. That is, in the case of double sampling as in the present invention, it can be seen that the dynamic range is widened by A from M to M '.

오른쪽 그래프에서 확장 범위(E)는 넓어지는 입력에 얼마만큼의 코드를 부여할 지를 나타낸 값이다. 즉 확장 범위(E)를 크게 하면 다이내믹 레인지가 넓어지는 반면, 원래 잘 표현되는 구간에서 표현할 수 있는 코드 값이 작아지는 단점이 있다.In the graph on the right, the extended range (E) is a value that indicates how much code to give to the widening input. In other words, when the extended range E is enlarged, the dynamic range is widened, but a code value that can be expressed in a well-expressed section becomes small.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이중 샘플링을 통해 하나의 로우(Row)에 대하여 인테그레이션과 리드아웃을 수행하는 경우의 타이밍도이다.FIG. 6 is a timing diagram when integration and readout are performed on one row through double sampling according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 타이밍도의 시그널(601)은 하나의 로우에 대하여 인테그레이션을 수행하는 시간을 나타낸다. 상기 시그널(601)에서 INT1 시간(제1 노출 시간)만큼 인테그레이션을 수행하여 얻은 값을 제1 리드아웃부에서 리드아웃하고(RO1), 다시 상기 INT1 시간과 다른 값을 갖는 INT2 시간(제2 노출 시간)동안 인테그레이션을 수행하여 얻은 값을 제2 리드아웃부에서 리드아웃(RO2)한다는 것을 알 수 있다. 제1 리드아웃부에서 리드아웃된 값은 INT1 시간동안 노출된 화상 신호를 의미하며, 제2 리드아웃부에서 리드아웃된 값은 INT2 시간동안 노출된 화상 신호를 의미한다. 이 때, INT2 시간은 INT1 시간보다 작은 값을 가지고 바람직하게는 INT1보다 20배만큼 작은 값을 가질 수 있다. 이와 같이 제1 리드아웃부에서 리드아웃하는 시간과 제2 리드아웃부에서 리드아웃하는 시간의 차이가 있기 때문에 리드아웃된 두 화상 신호를 합성하기 위해서는 먼저 리드아웃되는 값을 일시 저장하기 위한 메모리가 필요하다. 한편 1V는 하나의 프레임을 출력하는 필요한 시간을 의미한다. Referring to FIG. 6, the signal 601 of the timing diagram represents a time for performing integration for one row. The value obtained by performing the integration for the INT1 time (the first exposure time) in the signal 601 is read out from the first lead-out unit (RO1), and again, the INT2 time (the second exposure) having a value different from the INT1 time. It can be seen that the value obtained by performing the integration during the time) is readout RO2 at the second readout part. The value read out from the first readout unit refers to an image signal exposed for an INT1 time, and the value read out from the second readout unit refers to an image signal exposed for an INT2 time. At this time, the INT2 time may have a value smaller than the INT1 time and preferably 20 times smaller than the INT1 time. Since there is a difference between the time that is read out by the first lead-out unit and the time that is read out by the second lead-out unit, a memory for temporarily storing the first read-out value is required to synthesize the two read-out image signals. need. On the other hand, 1V means the time required to output one frame.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 롤링 셔터 방식에 의하여 동시에 둘 이상의 로우(Row)에서 인테그레이션을 수행하는 경우의 타이밍도이다.7 is a timing diagram when an integration is performed in two or more rows at the same time by a rolling shutter method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 롤링 셔터(rolling shutter) 방식은 칼럼(Column)별로 리드아웃 회로를 공유하기 때문에 사용하는 방식이다. Row1에 대한 시그널(703) 및 Row2에 대한 시그널(705)에서 어느 하나의 로우(Row)에 대해서는 시간차를 두고 두 종류의 데이터를 얻을 수 있다. 이때 두 데이터를 얻는 과정은 도 6을 참조하여 설명하였다.Referring to FIG. 7, the rolling shutter method is used because the readout circuit is shared for each column. In the signal 703 for Row1 and the signal 705 for Row2, two types of data can be obtained with a time difference for one row. At this time, the process of obtaining two data has been described with reference to FIG.

롤링 셔터 방식에 의하는 경우 두 개의 로우(Row)에 대하여 동시에 화상 신호를 읽고 있음을 알 수 있다. 이때 Row1에 대한 시그널(703) 및 Row2에 대한 시그널(705)에서 두 Row는 델타(delta, Δ) 만큼의 시간 차이가 나는데, Row1 및 Row2를 일반화하여 표현하면, i번째 로우와 i-Δ번째 로우가 동시에 인테그레이션이 수행된다. 이와 같이 두 라인이 동시에 리드아웃되지만 최종적으로는 데이터 합성부에서 INT1 데이터와 INT2 데이터를 합성하여 이를 최종 출력 값으로 출력한다. 이때 i값은 계속하여 증가하게 된다. 한편 델타는 INT2 시간을 나타낸다.In the case of the rolling shutter method, it can be seen that image signals are simultaneously read for two rows. At this time, in the signal 703 for Row1 and the signal 705 for Row2, the two rows have a time difference as much as a delta (delta, Δ). Rows are simultaneously integrated. As described above, the two lines are read out at the same time, but finally, the data synthesis unit synthesizes the INT1 data and the INT2 data and outputs the final output values. At this time, the value of i continues to increase. Delta, on the other hand, represents INT2 time.

기존 row1 시그널(701)에서 인테그레이션이 하나인 경우와 비교해서 본 발명에서와 같이 이중 샘플링을 수행하는 경우에 로우(Row)간 시간차이 역시 델타(delta)가 됨을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명에서처럼 이중 샘플링에서 롤링 셔터 방식이 적용되는 경우에도 프레임 레이트 저하가 일어나지 않는다.Compared to the case where there is only one integration in the existing row1 signal 701, when the double sampling is performed as in the present invention, it can be seen that the time difference between the rows also becomes a delta. As described above, even when the rolling shutter method is applied in the double sampling as in the present invention, the frame rate decrease does not occur.

도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 의하는 경우 다이내믹 레인지가 넓어지는 실제 예를 설명하기로 한다.Referring to FIGS. 8 to 10, a practical example in which the dynamic range is widened will be described.

도 8은 일반적인 이미지 센서를 통해 촬영한 사진이며, 도 9는 인테그레이션을 달리하여 촬영한 사진들이며, 도 10은 도 9에서 두 사진을 적당한 알고리즘에 의하여 합성한 사진이다.FIG. 8 is a picture taken through a general image sensor, FIG. 9 is a picture taken with different integration, and FIG. 10 is a picture obtained by combining two pictures in FIG. 9 by a suitable algorithm.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 다이내믹 레인지가 좁은 기존의 이미지 센서를 통해 촬영한 사진(801)은 명암 대비가 넓은 이미지에서 조도가 낮은 부분(803)은 표현이 잘되나 조도가 아주 높은 창밖의 밝은 부분(805)은 부분은 잘 보이지 않는다. 즉 창밖의 밝은 부분(805)은 조도가 너무 높아 대부분 이미지 센서의 최대 출력 값을 가지고 있으며 사물을 식별할 수 없는 상태이다. 이때 포화(Saturation)되었다고 표현한다.Referring to FIGS. 8 to 10, the photo 801 taken through the conventional image sensor having a narrow dynamic range shows a low contrast portion 803 in an image having a wide contrast, but is well represented but outside a window having a very high illumination. The bright part 805 is hard to see. In other words, the bright part 805 outside the window has an excessively high illuminance and mostly has a maximum output value of the image sensor, and an object cannot be identified. In this case, it is expressed as saturation.

도 9는 인테그레이션 시간을 달리하여, 즉 노출 시간을 달리하여 찍은 사진들이다. 일반 이미지 센서의 노출 시간에서 찍은 사진(901)은 기존의 이미지 센서를 통해 촬영한 사진(801)처럼 창밖의 밝은 부분을 표현하지 못하나, 노출 시간을 작게 하여 찍은 사진(903)은 창밖의 부분(905)을 잘 표현하고 있으나 그 외 부분은 어두워서 사물을 식별할 수 없다.9 are pictures taken at different integration times, ie at different exposure times. The picture 901 taken at the exposure time of the general image sensor does not express a bright part outside the window like the picture 801 taken through the conventional image sensor, but the picture 903 taken at a small exposure time is a part outside the window ( (905) is well expressed, but the rest is dark and indistinguishable from things.

일반 이미지 센서의 노출 시간에서 찍은 사진(901)과 노출 시간을 작게 하여 찍은 사진(903)을 합성한 사진(1001)은 원래 사진(801)에서 잘 표현하지 못하던 창밖의 부분(1005)도 어느 정도 잘 표현하고 있으며, 다른 부분(1003)도 잘 표현됨을 알 수 있다. 이때 두 사진의 합성 과정은 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명하였으 며, 이처럼 노출 시간을 달리하는 두 화상 신호를 합성하면 다이내믹 레인지가 넓어짐을 알 수 있다.The picture 1001, which is a combination of a picture 901 taken at the exposure time of a general image sensor and a picture 903 taken at a small exposure time, also has a portion 1005 outside the window, which was not well represented in the original picture 801. It is well expressed, and it can be seen that other parts 1003 are well represented. In this case, the synthesis process of the two photos has been described with reference to FIGS. 2 to 7, and it can be seen that the dynamic range is widened by synthesizing two image signals having different exposure times.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

본 발명에 의하면 이중 샘플링을 통해 노출 시간이 다른 두 화상 신호를 합성함으로써 다이내믹 레인지를 넓힘으로써 명암의 차이가 뚜렷한 이미지도 잘 표현할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by synthesizing two image signals having different exposure times through double sampling, the dynamic range can be widened, so that an image having a distinct contrast can be well represented.

또한 본 발명에 의하여 롤링 셔터 방식의 메커니즘에 따라 동작하는 경우에도 프레임 레이트의 저하가 일어나지 아니하는 효과가 있다.In addition, even when operating according to the mechanism of the rolling shutter system according to the present invention there is an effect that the frame rate is not lowered.

Claims (6)

피사체 이미지를 수신하는 픽셀부;A pixel unit receiving a subject image; 상기 픽셀부로부터 제1 노출 시간인 INT1 시간 동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제1 화상 신호를 수신하는 제1 리드아웃부;A first readout unit configured to receive a first image signal of the subject image exposed from the pixel unit during an INT1 time, which is a first exposure time; 상기 제1 리드아웃부가 상기 제1 화상 신호를 수신한 이후에, 상기 픽셀부로부터 상기 제1 노출 시간과는 다른 값을 갖는 제2 노출 시간인 INT2 시간 동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제2 화상 신호를 수신하는 제2 리드아웃부; 및After the first readout unit receives the first image signal, the second image signal of the subject image exposed during the INT2 time, which is a second exposure time having a value different from the first exposure time, from the pixel unit. A second lead out unit for receiving a; And 상기 제1 리드아웃부로부터 상기 제1 화상 신호를 수신하여 메모리에 저장하고, 상기 제2 리드아웃부로부터 상기 제2 화상 신호를 수신하여, 상기 메모리에 저장되어 있는 제1 화상 신호와 상기 제2 화상 신호를 합성한 후, 상기 합성된 값을 이미지 센서의 출력 값으로 출력하는 데이터 합성부The first image signal is received from the first readout unit and stored in a memory, the second image signal is received from the second readout unit, and the first image signal and the second image are stored in the memory. After synthesizing the image signals, the data synthesis unit for outputting the synthesized value as the output value of the image sensor 를 포함하는 CMOS 이미지 센서.CMOS image sensor comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 리드아웃부 및 상기 제2 리드아웃부는 차동 증폭기, 자동이득 컨트롤러, 아날로그-디지털 변화기를 포함하는 것The first lead-out unit and the second lead-out unit include a differential amplifier, an automatic gain controller, and an analog-digital changer. 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서.CMOS image sensor. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 노출 시간인 INT2 시간은 상기 제1 노출 시간인 INT1 시간보다 20배 작은 값인 것The second exposure time INT2 time is 20 times smaller than the first exposure time INT1 time 을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서.CMOS image sensor, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 데이터 합성부에서 합성된 값은 상기 제1 화상 신호의 값이 표시 한계 값을 넘지 아니하는 경우에는 상기 제1 화상 신호의 값에 1보다 작은 소정의 값을 곱한 값이며, 상기 제1 화상 신호의 값이 표시 한계 값인 경우에는 상기 제1 화상 신호의 값에 상기 제2 화상 신호의 값을 더하고 다시 오프셋을 뺀 값에 상기 1보다 작은 소정의 값을 곱한 값인 것The value synthesized by the data synthesizing unit is a value obtained by multiplying a value of the first image signal by a predetermined value less than 1 when the value of the first image signal does not exceed a display limit value. Is a display limit value, a value obtained by adding a value of the second image signal to a value of the first image signal and subtracting an offset again and multiplying a value smaller than 1 by a predetermined value. 을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서.CMOS image sensor, characterized in that. 피사체 이미지를 수신하는 픽셀부와, 상기 픽셀부로부터 소정 시간 동안 노출된 피사체 이미지의 화상 신호를 수신하는 제1 및 제2 리드아웃부와, 상기 제1 및 제2 리드아웃부로부터 전송되는 피사체 이미지의 각각의 화상 신호를 합성하는 데이터 합성부를 포함하는 CMOS 이미지 센서의 다이내믹 레인지를 넓히는 방법에 있어서,A pixel unit for receiving a subject image, first and second lead-out units for receiving image signals of the subject image exposed from the pixel unit for a predetermined time, and a subject image transmitted from the first and second lead-out units A method of widening the dynamic range of a CMOS image sensor comprising a data synthesizing unit for synthesizing respective image signals of 상기 제1 리드아웃부가 상기 픽셀부로부터 제1 노출 시간인 INT1 시간동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제1 화상 신호를 수신하여 저장하는 단계;Receiving and storing, by the first readout unit, a first image signal of the subject image exposed during the INT1 time which is a first exposure time from the pixel unit; 상기 제1 리드아웃부가 상기 픽셀부로부터 상기 제1 화상 신호를 수신한 이후, 상기 제2 리드아웃부가 상기 픽셀부로부터 상기 제1 노출 시간과 다른 값을 갖는 제2 노출 시간인 INT2 시간동안 노출된 상기 피사체 이미지의 제2 화상 신호를 수신하는 단계; 및After the first readout part receives the first image signal from the pixel part, the second readout part is exposed from the pixel part for an INT2 time which is a second exposure time having a value different from the first exposure time. Receiving a second image signal of the subject image; And 상기 제2 리드아웃부로부터 전송되는 제2 화상 신호와 상기 메모리에 저장되어 있는 상기 제1 화상 신호를 합성하여 합성된 값을 출력하는 단계Synthesizing a second image signal transmitted from the second readout unit with the first image signal stored in the memory and outputting a synthesized value; 를 포함하는 CMOS 이미지 센서에서 다이내믹 레인지를 넓히는 방법.How to widen the dynamic range in the CMOS image sensor comprising a.
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