횡형 오버플로우 축적용량을 사용한 CMOS 이미지센서의 화소 축소화 기술

전문가 제언

○ CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지센서는 등가회로의 각 단위 픽셀마다 증폭기를 가지고 있어 셀의 광 전하를 전기신호로 변환하는 과정에서 피할 수 없는 노이즈가 발생한다. 최근에는 고출력 저잡음화, 전하 전송효율 향상, 수광 면적확대를 위한 트랜지스터의 복수화소 공용화 등을 이용해 노이즈가 현저히 줄어들었다.

○ CMOS는 빛이 부족한 상황에서는 소자가 쉽게 불안정해지고 이미지에 노이즈가 많이 발생되는 경향이 있다. 또한 각 화소에 포함된 증폭기의 특성에 따른 고정 패턴 노이즈를 갖게 되는 단점이 있어 이를 보완하는 회로가 필요하다.

○ CMOS 이미지센서는 각 화소에서 전하를 변환 후 스위치(Tr)를 통해 출력하는 방식을 사용하므로 화소간의 불균형이 그대로 반영되어 잡음에 취약한 면이 있다. 본고는 넘치는 전하를 축적 용량(C-LOFIC)을 사용, 화소를 축소하여 높은 신호대 잡음비와 광(廣) 다이내믹레인지를 달성한 고 화소기술에 대한 고찰이다.

○ CMOS는 과거 저가 제품에만 사용되었으나 최근에는 큰 형태의 설계가 가능해지고 낮은 제조비용과 화질 향상으로 디지털 일안 리플렉스(DSLR) 카메라와 같은 고화질을 요구하는 제품에도 사용되고 있다. 캐논은 자체개발, 제조한 CMOS 이미지 센서를 2002년부터 DSLR 카메라에 채택하고 있으며, Nikon의 최고급 DSLR인 D3s, D3x 등에도 SONY CMOS를 채택하여 고감도 저노이즈, 광 다이내믹레인지를 얻고 있다. 삼성테크윈의 DSLR `GX-20'에도 CMOS 이미지센서를 채택하였다.

○ 기술적인 면에서 우리나라 주요 생산업체인 하이닉스, 삼성전자, 동부하이텍 등에서 특허출원이 크게 증가하고 있다. 미국 특허는 주로 구조체 분야, 한국은 회로와 모듈분야, 대만은 마이크로렌즈와 컬러필터 분야에서 주로 출원이 이루어지고 있으며 일본은 대체로 고르게 분포하는 경향을 보이고 있다. 나날이 발전하는 이미지센서의 고화소와 고급화 기술로 영상문화가 더욱 풍요로워지기를 기대한다.

저자

Shin Sakai, Yoshiaki Tashiro, Shun Kawada, Shigetoshi Sugawa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정보통신

연도

2010

권(호)

64(12)

잡지명

映像情報メディア 學會誌

과학기술
표준분류

정보통신

페이지

1944~1950

분석자

홍*철

분석물

• 횡형 오버플로우 축적용량을 이용한 CMOS 이미지센서의 화소 축소화 기술.pdf [462,069 byte]

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