• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.739-742
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• 2005

In this paper, an efficient detection algorithm for the flicker, which is caused by mismatching between light frequency and exposure time at CMOS image sensor (CIS), is proposed. The flicker detection can be implemented by specific hardware or complex signal processing logic. However it is difficult to implement on single chip image sensor, which has pixel, CDS, ADC, and ISP on a die, because of limited die area. Thus for the flicker detection, the simple algorithm and high accuracy should be achieved on single chip image sensor,. To satisfy these purposes, the proposed algorithm organizes only simple operation, which calculates the subtraction of horizontal luminance mean between continuous two frames. This algorithm was verified with MATLAB and Xilinx FPGA, and it is implemented with Magnachip 0.18 standard cell library. As a result, the accuracy is 95% in average on FPGA emulation and the consumed gate count is about 7,500 gates (@40MHz) for implementation using Magnachip 0.18 process.

• 센서학회지
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• 제26권1호
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• pp.60-65
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• 2017

This paper describes the low noise and low power IC using the opamp sharing technique for the capacitive micro-sensor sensing platform. The proposed IC reduces noise using correlated double sampling (CDS) and reduces power consumption using the opamp sharing technique. The IC is designed to be fully programmable, and can be digitally controlled by serial peripheral interface (SPI). The power consumption and the integrated input referred noise are 1.02 mW from a 3.3 V supply voltage and $0.164aF_{RMS}$ with a bandwidth of 400 Hz. The capacitive sensitivity, the input-output linearity and the figure of merits (FoM) are 2.5 mV/fF, 2.46 %FSO, and 8.4, respectively.

• 센서학회지
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• 제14권4호
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• pp.272-277
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• 2005

A CMOS active pixel sensor has been designed and fabricated using standard 2-poly and 4-metal $0.35{\mu}m$ CMOS processing technology. The CMOS active pixel sensor has been made up of a unit pixel having a highly sensitive PMOSFET photo-detector and electronic shutters that can control the light exposure time to the PMOSFET photo-detector, correlated-double sampling (CDS) circuits, and an 8-bit two-step flash analog to digital converter (ADC) for digital output. This sensor can obtain a stable photo signal in a wide range of light intensity. It can be realized with a special function of an electronic shutter which controls the light exposure-time in the pixel. Moreover, this sensor had obtained the digital output using an embedded ADC for the system integration. The designed and fabricated image sensor has been implemented as a $128{\times}128$ pixel array. The area of the unit pixel is $7.60{\mu}m{\times}7.85{\mu}m$ and its fill factor is about 35 %.

• 센서학회지
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• 제11권5호
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• pp.255-262
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• 2002

인간의 망막은 효율적으로 주어진 물체의 윤곽을 검출할 수 있다. 본 연구에서는 윤곽검출에 관여하는 망막 세포의 기능을 전자회로로 모델링하여 윤곽검출기능을 가지는 CMOS 시각칩을 설계하였다. CMOS 제조공정 중에는 여러 가지 요인에 의해 MOSFET의 특성이 변화할 수 있으며, 특히 어레이로 구성되어 각 픽셀의 신호를 출력하는 readout 회로에서의 특성변화는 출력옵셋으로 나타난다. 하드웨어로 입력영상의 윤곽을 검출하는 시각칩은 다른 응용시스템의 입력단에 사용되므로 이러한 옵셋은 전체 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이와 같은 출력단의 옵셋을 제거하기 위해 CDS(Correlated Double Sampling) 회로를 이용한 윤곽 검출용 시각칩을 설계하였다. 설계된 시각칩은 CMOS 표준공정을 이용하여 다른 회로와 집적화가 가능하며, 기존의 시각칩보다 신뢰성 있는 출력특성을 나타냄으로써, 물체의 윤곽을 이용하는 물체추적, 지문인식, 인간 친화적 로봇시스템등의 다양한 응용 시스템의 입력단으로 적용될 수 있을 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.119-127
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• 2014

본 논문에서는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 가속도센서를 위한 CMOS readout 회로를 설계하였다. 설계된 CMOS readout 회로는 MEMS 가속도 센서, 커패시턴스-전압 변환기(CVC), 그리고 2차 스위치드 커패시터 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기로 구성된다. 이들 회로에는 저주파 잡음과 오프셋을 감소시키기 위한 correlated-double-sampling(CDS)와 chopper-stabilization(CHS) 기법이 적용되었다. 설계 결과 CVC는 150mV/g의 민감도와 0.15%의 비선형성을 갖는다. 설계된 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기는 입력전압 진폭이 100mV가 증가할 때, 출력의 듀티 싸이클은 10%씩 증가하며, 0.45%의 비선형성을 갖는다. 전체 회로의 민감도는 150mV/g이며, 전력소모는 5.6mW이다. 제안된 회로는 CMOS 0.35um 공정을 이용하여 설계하였고, 공급 전압은 3.3V이며, 동작 주파수는 2MHz이다. 설계된 칩의 크기는 PAD를 포함하여 $0.96mm{\times}0.85mm$이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.569-572
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• 2014

본 논문에서는 MEMS 용량형 센서를 위한 CMOS 스위치드-커패시터 인터페이스 회로를 설계하였다. 설계된 회로는 커패시턴스-전압 변환기(CVC), 2차 스위치드 커패시터 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기 및 비교기로 구성되어있다. 또한 일정한 바이어스를 공급해주는 바이어스 회로를 추가하였다. 전체적인 회로의 저주파 잡음과 오프셋을 감소시키기 위하여 Correlated-Double-Sampling(CDS) 기법과 Chopper-Stabilization(CHS) 기법을 적용하였다. 설계 결과 CVC는 20.53mV/fF의 민감도와 0.036%의 비선형성특성을 보였으며, ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기는 입력전압 진폭이 100mV가 증가할 때, 출력의 듀티 싸이클은 약 5%씩 증가하였다. 전체회로의 선형성 에러는 0.23% 이하이며, 전류소모는 0.73mA이다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정을 이용하여 설계되었으며, 입력전압은 3.3V이다. 설계된 칩의 크기는 패드를 포함하여 $1117um{\times}983um$ 이다.

• 센서학회지
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• 제14권3호
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• pp.191-197
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• 2005

When fabricating a vision chip, we should consider the noise problem, such as the fixed pattern noise(FPN) due to the process variation. In this paper, we propose an edge-detection circuit based on biological retina using the offset-free column readout circuit to reduce the FPN occurring in the photo-detector. The offset-free column readout circuit consists of one source follower, one capacitor and five transmission gates. As a result, it is simpler and smaller than a general correlated double sampling(CDS) circuit. A vision chip for edge detection has been designed and fabricated using $0.35\;{\mu}m$ 2-poly 4-metal CMOS technology, and its output characteristics have been investigated.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.529-535
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• 2020

적군의 화력에 대비하여 사방이 철갑으로 둘러싸인 장갑차에서 조종수의 외부시야 확보가 필수적이다. 이를 위하여 차량에 360도 회전 가능한 감시카메라를 장착한다. 이 때 헬멧을 착용한 조종수의 머리 방향을 인식하여 외부의 카메라도 정확하게 같은 방향으로 회전하도록 하는 것이 관건이다. 본 논문에서는 MEMS 기반의 AHRS 센서와 조도 센서를 사용하여 기존의 광학적 방식이 가지고 있는 단점을 보완하고, 저렴하게 구현하는 방안을 소개한다. 핵심 아이디어는 카메라의 위치에 장착된 센서와 헬멧에 장착된 센서가 검출하는 오일러 각의 차이를 이용하여 카메라의 방향을 설정하고, 센서의 드리프트 오차를 제거하기 위해 수시로 조도 센서로 보정하는 것이다. 구현된 시작품 통하여 조종수가 바라보는 방향으로 카메라의 방향이 정확하게 일치되는 것을 보여줄 것이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권3호
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• pp.278-285
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• 2012

A digital readout IC for capacitive sensors is presented. Digital capacitance readout circuits suffer from static capacitance of sensors, especially single-ended sensors, and require large passive elements to cancel such DC offset signal. For this reason, to maximize a dynamic range with a small die area, the proposed circuit features digital filters having a coarse and fine compensation steps. Moreover, by employing switched-capacitor circuit for the front-end, correlated double sampling (CDS) technique can be adopted to minimize low-frequency device noise. The proposed circuit targeted 8-kHz signal bandwidth and oversampling ratio (OSR) of 64, thus a $3^{rd}$-order ${\Delta}{\Sigma}$ modulator operating at 1 MH was used for pulse-density-modulated (PDM) output. The proposed IC was designed in a 0.18-${\mu}m$ CMOS mixed-mode process, and occupied $0.86{\times}1.33mm^2$. The measurement results shows suppressed DC power under about -30 dBFS with minimized device flicker noise.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.1023-1025
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• 2012

본 연구에서는 태양광 발전의 효율을 향상시키기 위하여 발전시스템의 태양추적에 기초가 되는 태양 추적 장치를 설계하였다. 태양광발전분야에서는 셀의 발전특성 향상을 위한 연구와 함께 태양에너지의 효과적인 집광을 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 일사량은 지역에 따라 차이가 발생하는 요소로 발전효율을 증대시키기 위해서는 발전 장치의 설치장소가 달라져야 한다는 제약이 있는 반면, 발전 셀 단면이 태양과 이루는 각도는 발전장치의 기구부를 회전시킴으로서 태양과 이루는 각도를 가변 할 수 있는 장치를 개발하고 실험을 통하여 발전 효율 향상 성능을 확인하였다.