Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A Single-Slope Column-ADC using Ramp Slope Built-In-Self-Calibration Scheme for a CMOS Image Sensor

자동 교정된 램프 신호를 사용한 CMOS 이미지 센서용 단일 기울기 Column-ADC

  • Ham Seog-Heon (Dept. Electrical and Electronic Engineering, Yonsei Univ.) ;
  • Han Gunhee (Dept. Electrical and Electronic Engineering, Yonsei Univ.)
  • 함석현 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 한건희 (연세대학교 전기전자공학과)
  • Published : 2006.01.01
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Abstract

The slope of the ramp generator in a single slope ADC(analog-to-digital converter) suffers from process and frequency variation. This variation in ramp slope causes ADC gain variation and eventually limits the performance of the ISP(image signal processing) in a CIS(CMOS image sensor) that uses the single slope ADC. This paper proposes a ramp slope BISC(built-in-self-calibration) scheme for CIS. The CIS with proposed BISC was fabricated with a $0.35{\mu}m$ process. The measurement results show that the proposed architecture effectively calibrate the ramp slope against process and clock frequency variation. The silicon area overhead is less than $0.7\%$ of the full chip area.

단일 기울기 ADC에 사용되는 램프 신호의 기울기는 공정과 주파수 변화에 민감하다. 이러한 변화는 ADC 이득 변화와 이미지 신호 프로세싱의 성능까지 영향을 준다. 본 논문에서는 자동 교정된 램프 신호를 이용한 단일 기울기 ADC를 이용하여 공정과 주파수 변화에 영향을 받지 않은 CMOS 이미지 센서를 제안하다. 본 논문에서 제안된 built-in-self-calibration (BISC) 구조는 공정과 주파수 변화에 상관없이 입력 조도별로 일정한 출력 값을 갖는 단일 기울기 ADC 동작을 가능하게 한다. 제안된 BISC를 탑재한 CMOS 이미지 센서는 $0.35{\mu}m$ 공정을 이용하여 제작하였다. 측정 결과는 제안된 구조가 공정이나 클럭 주파수의 변화에 따라 효과적으로 램프 기울기를 교정한다는 것을 보여준다. 칩 면적의 증가 정도는 $0.7\%$ 미미하였다.

Keywords

References

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