• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제11권2호
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• pp.104-110
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• 2011

A CMOS Image Sensor (CIS) mounted on mobile appliances requires low power consumption due to limitations of the battery life cycle. In order to reduce the power consumption of CIS, we propose novel power reduction techniques such as a data flip-flop circuit with leakage current elimination and a low power single slope analog-to-digital (A/D) converter with a sleep-mode comparator. Based on 0.13 ${\mu}m$ CMOS process, the chip satisfies QVGA resolution (320 ${\times}$ 240 pixels) that the cell pitch is 2.25 um and the structure is a 4-Tr active pixel sensor. From the experimental results, the performance of the CIS has a 10-b resolution, the operating speed of the CIS is 16 frame/s, and the power dissipation is 25 mW at a 3.3 V(analog)/1.8 V(digital) power supply. When we compare the proposed CIS with conventional ones, the power consumption was reduced by approximately 22% in the sleep mode, and 20% in the active mode.

• 센서학회지
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• 제24권6호
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• pp.359-363
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• 2015

This paper proposes an algorithm that reduces the conversion time of a single-slope A/D converter (SSADC) that has n-bit resolution, which typically is limited by conversion time taking up to $2^n$ clock cycles for an operation. To improve this situation, we have researched a novel hybrid-type A/D converter that consists of a pseudo-pipeline A/D converter and a conventional SSADC. The pseudo-pipeline A/D converter, using a single-stage of analog components, determines the most significant bits (MSBs) or upper bits and the conventional SSADC determines the remaining bits. Therefore, the modified SSADC, similar to the hybrid-type A/D converter, is able to significantly reduce the conversion time because the pseudo-pipeline A/D converter, which determines the MSBs (or upper bits), does not rely on a clock. The proposed A/D converter was designed using a $0.35-{\mu}m$ 2-poly 4-metal standard complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology process; additionally, its characteristics were simulated.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권2호
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• pp.13-20
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• 2008

본 논문에서는 CMOS 이미지 센서의 웨이퍼 레벨 어셈블리를 위한 스페이스 제작 방법을 설명하였다. 스페이스 제작을 위해서 SU-8, PDMS, Si-interposer를 이용하는 세 가지 방법을 제안하였다. SU-8 스페이스에서는 균일한 두께 특성을 위해서 웨이퍼 회전 장치를 고안했으며, PDMS 스페이스에서는 glass/PDMS/glass 구조의 정렬 접합을 위해서 새로운 접합 방법을 제안하였다. Si-interposer를 이용한 스페이스 제작에서는 DRF을 이용한 접합 조건을 확립하였다. 세 가지의 실험 결과 Si-interposer를 이용한 스페이스 제작 시 glass/스페이스/glass 구조의 접합력이 가장 뛰어났으며, 접합력의 크기는 32.3MPa의 전단응력을 나타내었다.

• 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.

• 전기학회논문지
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• 제61권2호
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• pp.270-275
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• 2012

This paper presents a portable and compact optical device which can conveniently be used to perform a functional analysis of human liver function. The proposed system employed red/green LEDs, as a light source, and CMOS image sensor, which is commonly used in cellular phones. With this system, several blood serum samples have been evaluated for liver functional analysis by measuring light absorption level through the blood serum samples depending on aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), and total bilirubin concentration. The light absorption through the blood serum samples containing AST, ALT, or total bilirubin can provide their concentrations. The green light absorption is more sensitive to the concentration of AST or ALT, and the red light absorption is more sensitive to the total bilirubuin concentration. Additional calibration steps were performed by using a MATLAB program in order to eliminate the light scattering effects from the extraneous particles existing in each blood serum sample. From the blind test, three standard light intensity curves through each enzyme have been obtained and the enzyme concentration values have been compared to those obtained from a commercially available biochemistry analyzer (Toshiba 200 FR). The average percent difference in the obtained concentrations from two systems for AST, ALT, and total bilirubin concentration came out to be 7.79%, 7.98%. and 7.56%, respectively, with the adjusted coefficient of determination (R2) higher than 0.98. This system can possibly lead to a low-cost and simple system that can be used as a point-of-care (POC) system in a condition without advanced equipments.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.223-228
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• 2016

미래 스마트 러닝을 목표로 디지털 마이크로 미러 시스템(DMS : Digital Micromirror System)이 제안되어 있다. 다양한 인터페이스를 제공하기 위해 소형 프로젝터에 CMOS 센서 모듈을 내장한 시스템이다. DMS에서의 인터페이스 제공의 기본은 프로젝터에서 투사된 영상에서 손끝을 인식하는 것이다. 그러나 프로젝트 환경에서 각종 객체의 인식률은 영상열화 요인으로 인해 매우 낮다. 따라서 본 논문에서는 프로젝트 환경에서 영상열화 요인의 영향을 최소화한 Retinex 변환과 IR 구조광을 이용한 손끝 인식 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘의 유용성을 실험을 통해 검증한 결과, 손끝을 효율적으로 인식할 수 있음을 확인하였다. DMS에 적용할 경우 사용자 인터페이스가 강화될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.919-926
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• 2023

본 논문에서는 주야간 움직임 감지 시스템 개발을 위한 주야간 촬영이 가능한 카메라 시스템을 구현하였다. 이를 위해 CMOS 이미지 센서는 물론 IR-LED를 이용하여 야간에도 선명한 영상 캡처가 가능하도록 설계하였다. 또한 칼라모델 분리를 통해 비교적 단순한 움직임 감지 알고리즘을 제안하였다. 칼라모델에서 H채널만 추출한 후, 영상을 블럭으로 나눈 다음 연속 프레임간의 평균 색상값을 이용하여 블록 매칭방식을 적용함으로써 움직임을 감지할 수 있다. 촬영 중 움직임이 감지되면 자동으로 경보음이 울리면서 화면을 캡처하여 PC에 저장할 수 있는 주야간 움직임 감지 시스템을 구현하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.1197-1200
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• 2003

This paper presents A/D converter for the signal processing of infrared sensor and CMOS image sensor. The A/D converter designed in a 0.25um CMOS process provides a resolution of 10bits at a sampling rate of 50MS/s while dissipating 67mW at 2.5V supply voltage. This A/D converter is based on a pipeline architecture in which the number of bits converted per stage and the stage number are optimized to achieve the desired linearity and reduce power consumption as well. Simulation results show that the A/D converter using 1.5bit per stage MDAC with switched capacitors and dynamic comparators efficiently reduces the power consumption.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.2237-2246
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• 2012

본 논문에서는 구강센서를 소형화하고 제조 원가를 낮추기 위해 구강센서에서 필요로 하는 바이어스 회로를 구강센서 칩 내부에서 만들어주었다. 제안된 DC-DC 변환기 회로는 기준전류 발생기(reference current generator) 회로의 IREF를 이용하여 전압 레귤레이터(voltage regulator)에 필요한 기준전류와 바이어스 전류를 각각 공급해준다. 이들 전류가 각각의 전압 레귤레이 회로에서 해당되는 기준전압을 생성하여 부궤환(negative feedback)에 의해 목표전압을 regulation하게 된다. 그리고 기준전류가 전류 복사비(current mirror ratio)에 의해 mirroring되어 정전류인 IB0/IB1을 공급해주고, VREF 전압을 공급해주도록 설계하였다. $0.18{\mu}m$ X-ray CMOS 이미지 센서 공정을 이용하여 설계된 구강센서의 DC-DC 변환기의 출력 전압의 평균 전압, ${\sigma}$와 $4{\sigma}$는 양호한 측정 결과를 얻었다. 그리고 line-pair pattern 영상은 blurring 없이 높은 해상도 특성을 보였으며, 좋은 구강 영상을 획득하였다.

• 센서학회지
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• 제20권6호
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• pp.428-433
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• 2011

We report on the building of a micro sensor array based on typical semiconductor fabrication processes aimed at monitoring selectively a specific gas in ambient of other gases. Chemical sensors can be applied for an electronic nose and/or robots using this technique. Microsensor array was fabricated on the same chip using 0.6${\mu}m$ CMOS technology, and unique gas sensing patterns were obtained by principal component analysis from the array. $SnO_2$/Pt sensor for CO gas showed a high selectivity to buthane gas and humidity. $SnO_2$ sensor for hydrogen gas, however, showed a low selectivity to CO and buthane gas. We can obtain more distinguishable patterns that provide the small sensing deviation(the high seletivity) toward a given analyte in the response space than in the chemical space through the specific parameterization of raw data for chemical image formation.