• 센서학회지
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• 제15권5호
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• pp.341-346
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• 2006

We have fabricated SOI CMOS active pixel image sensor with the pinned photodiode on handle wafer in order to reduce dark currents and improve spectral response. The structure of the active pixel image sensor is 4 transistors APS which consists of a reset and source follower transistor on seed wafer, and is comprised of the photodiode, transfer gate, and floating diffusion on handle wafer. The source of dark current caused by the interface traps located on the surface of a photodiode is able to be eliminated, as we apply the pinned photodiode. The source of dark currents between shallow trench isolation and the depletion region of a photodiode can be also eliminated by the planner process of the hybrid bulk/SOI structure. The photodiode could be optimized for better spectral response because the process of a photodiode on handle wafer is independent of that of transistors on seed wafer. The dark current was about 6 pA at 3.3 V of floating diffusion voltage in the case of transfer gate TX = 0 V and TX=3.3 V, respectively. The spectral response of the pinned photodiode was observed flat in the wavelength range from green to red.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1497-1502
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• 2009

자동노출은 피사체나 광원의 밝기 변화에 대응하여 카메라로부터 취득된 영상의 노출치를 일정하게 유지시켜주는 기능을 나타내며, CIS 기반 모바일 카메라의 핵심 구성 요소 중의 하나이다. 일반적으로 자동노출 알고리즘은 소프트웨어로 구현되어 CPU와 소프트웨어를 저장하기 위한 ROM을 내장하는 구조를 가지는데, 이는 유연성을 확보하는 대신 CPU와 메모리라는 비용증가로 이어지게 된다. 본 논문에서는 CIS 기반 모바일 카메라를 위하여 임의의 프레임율 가변기능과 아날로그 게인 조정이 가능한 자동 노출 알고리즘을 제안하고, FSM 기반으로 구성된 하드웨어 구조를 제안한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제43권4호
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• pp.9-18
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• 2006

디지털 카메라 시스템에서 CMOS 이미지 센서 (CMOS image sensor, CIS)는 낮은 가격, 작은 시스템 크기, 특히 적은 소비전력의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다. 그러나 CIS에서 획득된 영상의 색은 원래의 피사체와 서로 다르고, CIS를 사용한 서로 다른 디지털 카메라는 촬상 특성의 차이에 의해서 통일한 자극치에 대해서 서로 다른 특성을 가지게 된다 이러한 CIS의 촬상 특성에 의해서 표준 색에 대한 출력 특성이 서로 다르게 되고, 영상 출력 장치에서도 동일한 색 재현을 기대하기가 어렵기 때문에 CIS를 위한 컬러 보정이 요구된다. 기존의 컬러 보정 방법은 많은 시간에 걸친 여러 변의 반복적 실험 과정에 의한 경험적 방법을 통해서 구하고 있으며, 그 결과 또한 만족스럽지 못한 실정이다. 본 논문에서는 CIS를 이용한 디지털 카메라를 위한 효과적인 컬러 랩 방법을 새롭게 제안한다. 제안된 방법은 화이트 밸런스만을 조정한 카메라 자체의 전달 특성을 구하고, 이상적인 표준 카메라의 전달 특성에 가깝도록 컬러 보정 행렬을 통해 컬러 보정을 수행한다. 실험 결과, 카메라 전달 특성이 보정 전에 비해 표준 카메라의 전달 특성에 매우 가깝게 보정되었으며, 제안한 방법을 적용한 디지털 카메라의 출력 영상에 대한 화질도 상당히 향상된 것을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.727-730
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• 2005

최근 로봇에 대한 연구가 활발히 진행되면서 로봇이 움직이면서 필요한 거리정보를 얻기 위한 여러 가지 3D Sensing 알고리즘이 제시되었다. 그 중 하나인 HOC(hierarchical orthogonal code) 알고리즘 이용하면서 실시간성 및 모듈화를 위해 CIS(CMOS Image Sensor), FPGA 를 이용하여 구현 하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제10권6호
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• pp.189-192
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• 2009

The leakage current in a CMOS image sensor (CIS) can have various origins. Leakage current investigations have focused on such things as cobalt-salicide, source and drain scheme, and shallow trench isolation (STI) profile. However, there have been few papers examining the effects on leakage current of nitride stringers that are formed by gate sidewall etching. So this study reports the results of a series of experiments on the effects of a nitride stringer on real display images. Different step heights were fabricated during a STI chemical mechanical polishing process to form different nitride stringer sizes, arsenic and boron were implanted in each fabricated photodiode, and the doping density profiles were analyzed. Electrons that moved onto the silicon surface caused the dark leakage current, which in turn brought up the speckle defect on the display image in the CIS.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.149-156
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• 2013

본 논문에서는 bump 회로를 이용한 하드웨어 기반의 윤곽선 검출 회로를 제안한다. 하나의 픽셀은 빛을 전기적인 신호로 변환하는 active pixel sensor (APS)와 주변 픽셀의 밝기 차이를 비교하는 bump회로로 구성된다. 제안하는 회로는 $64{\times}64$의 이미지를 대상으로하며, 각 열(column)마다 비교기를 공유한다. 비교기는 외부에서 인가되는 기준전압을 통해 최종적으로 대상픽셀의 윤곽선 여부를 판별한다. 또한 기존의 4개 혹은 그 이상의 픽셀 데이터를 비교하는 윤곽선 검출 알고리즘을 상대적으로 간소화하여 대상픽셀을 포함하여 3개의 픽셀만으로 윤곽선 검출을 가능토록 제안하였다. 따라서 하나의 픽셀에 비교적 적은 수의 트랜지스터로 구성하였다. 따라서 제한적인 픽셀 크기에서 fill factor를 충분히 확보함으로써 수용 가능한 조도의 범위를 확장하였고, 기준전압을 외부에서 입력 받기 때문에 윤곽선 레벨을 조절 할 수 있다. Bump 회로기반의 윤곽선 검출 회로는 0.18um CMOS 공정에서 설계되었으며, 1.8V의 공급전압에서 픽셀 당 0.9uW의 전력 소모율, 34%의 fill factor을 갖는다. 이는 기존회로대비 전력 소모율을 90% 개선하였고, 기존 회로에 비하여 면적은 약 18.7%, fill factor는 약 16%를 더 확보하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.445-452
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• 2010

본 논문에서는 Full 하드웨어 기반 베이스라인 프로파일 레벨 3 규격 H.264 인코더 코덱에서 사용할 수 있는 Direct Memory Access (DMA) 제어기를 설계하였다. 설계한 모듈은 CMOS Image Sensor(CIS)로부터 영상을 입력 받아 메모리에 저장한 후 인코더 코덱 모듈의 동작에 맞춰 원영상과 참조영상을 각각 한 매크로블록씩 메모리로부터 읽어서 공급하거나 저장하며, DMA 제어기의 한 매크로블록씩 처리하는데 478 cycle을 소요한다. 설계한 구조를 검증하기 위해 JM 9.4와 호환되는 Reference Encoder C를 개발하였으며, Encoder C로부터 Test Vector를 추출하여 설계한 회로를 검증하였다. 제안한 DMAC 제어기의 Cycle은 Xilinx MIG를 사용한 Cycle 보다 40%의 감소를 나타내었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권11호
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• pp.12-19
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• 2009

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.641-650
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• 2010

컬러 이미지 센서는 광전 변환을 일으키는 촬상 소자와 내부의 영상처리 과정을 거쳐서 컬러 이미지를 출력한다. 일반적으로 출력 영상은 원 피사체의 XYZ 3 자극치와 카메라 RGB 출력 신호 사이의 변환 관계인 카메라 전달 특성에 의해 결정된다. 본 논문에서는 컬러 이미지 센서의 내부 조정 항목인 노출-증폭-레벨(shutter-gain-level, SGL)의 특성함수와 자동 화이트 밸런스 상태를 이용한 카메라 전달 행렬을 이용하여 영상의 colorimetry(측색) 상태를 분석하는 기법을 제안한다. 제안 방법으로부터 실제 영상물의 색도와 휘도 등을 예측할 수 있다. 연구에 사용된 컬러 이미지 센서의 AE(auto exposure) 상태와 실제 휘도의 관계를 정량화하여 SGL 함수를 유도하여 영상의 휘도를 예측 한다. 그리고 영상의 색도는 최소 제곱 다항식 모델링 (polynomial modeling)을 이용하여 기준 환경에서 얻은 카메라 전달 행렬과 AWB(auto white balance) 상태를 통해 예측한다. 실험을 통해서 컬러 이미지 센서를 이용한 제안된 영상의 색도와 휘도 예측 기법의 성능이 우수함을 볼 수 있고, 예측된 결과는 실제 영상물 계측과 시청 환경 측정을 이용한 디스플레이 화질 설정 시스템, 보안 등의 다양한 분야에서 응용이 가능하다.

• 센서학회지
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• 제17권1호
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• pp.15-22
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• 2008

When designing image sensors including a CMOS vision chip for edge detection, resolution is a significant factor to evaluate the performance. It is hard to improve the resolution of a bio-inspired CMOS vision using a resistive network because the vision chip contains many circuits such as a resistive network and several signal processing circuits as well as photocircuits of general image sensors such as CMOS image sensor (CIS). Low resolution restricts the use of the application systems. In this paper, we improve the resolution through layout and circuit optimization. Furthermore, we have designed a printed circuit board using FPGA which controls the vision chip. The vision chip for edge detection has been designed and fabricated by using $0.35{\mu}m$ double-poly four-metal CMOS technology, and its output characteristics have been investigated.