초당 1,600만 매의 촬영이 가능한 이면조사형 촬상소자

전문가 제언

○ 고속연사는 충분한 광, 즉 센서를 감광시키기 위한 충분한 수의 광자가 필요히다. 현재 SR-CMOS를 채택한 Phantom V310 캠코더는 1280×800픽셀로서 초당 3140매의 촬영이 가능하고, HD급에서는 초당 3480매를 촬영할 수 있다. 해상도를 480×360픽셀 이하로 낮추면 최대 초당 50만매 까지도 촬영이 가능한 단계에까지 와있다.

○ 기존의 표면조사형 촬상소자에서는 포토-다이오드의 윗면에 배선층과 트랜지스터가 위치하므로 화소 피치가 작아질수록 광의 통로가 좁아져 입사광 손실이 생긴다. 반면, 이면조사형 촬상소자는 이들이 포토-다이오드 아래(이면)에 위치하기 때문에 입사광을 방해하지 않아 넓은 각도로 효율적인 수광을 할 수 있고 감도 저하도 최소한으로 막을 수 있다.

○ 이면조사 소자는 종래에 비해 많은 량을 수광할 수 있어 감도가 높아지며 온 칩 마이크로 렌즈를 사용함으로써 더욱 광 개구율이 높아져 단위시간에 일정 광량을 전기신호로 변환하는 량이 증가한다. 이러한 구조가 실현되면 각 화소의 메모리 대신에 기능성 회로를 더 넣어 다양한 기능을 갖는 이면조사 촬상소자를 만들 수 있게 된다.

○ 고감도 묘사를 위한 이면조사형 CMOS 이미지센서를 SONY Co.에서 개발, 출시했다. 이면조사형 촬상소자는 천문학 분야에서는 이미 사용되고 있으나 냉각장치 등이 필요해 소형 카메라 적용에는 많은 문제가 있었다. 삼성전자 캠코더 VM-HMX20C에는 초당 300프레임, 800만 화소의 고속촬영이 가능한 CMOS 센서를 사용했다. 이러한 소자들은 소형 비디오 캠코더용 센서로서 열악한 화질이 문제점으로 지적된다.

○ 이면조사형 소자는 제조공정에서 실리콘 기판에 광을 투과시키기 위해 기판을 뒤집어 3㎛정도가 되기까지 깎아내는 미세공정이 필요하다. 또한 수광 능력을 증대시키고 혼색을 방지하기 위해 온 칩 마이크로 렌즈를 여기에 부착해야 하는 등 극미세 공정이 필요하다. 기술이 실용화 된다면 고속촬영에 의한 모션 해석이 크게 발전할 것으로 기대된다.

저자

Hoang Dung Nguyen, Vu Truong Son Dao, Cuong Vo Le, Takeharu Goji Etoh, Masatoshi Tanaka

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정보통신

연도

2011

권(호)

65(3)

잡지명

映像情報メディア 學會誌

과학기술
표준분류

정보통신

페이지

349~353

분석자

홍*철

분석물

• 초당 1,600만 매의 촬영이 가능한 이면조사형 촬상소자.pdf [248,079 byte]

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