글로벌 셔터 CMOS 이미지센서의 개발동향

전문가 제언

○ 전자제어 셔터는 롤링-셔터(Rolling Shutter)와 글로벌-셔터(Global Shutter)가 있다. 포컬-플레인(Focal Plane) 셔터는 두 개의 차광막(선막과 후막)이 있어 선막이 열고 후막이 닫는 구조이다. 이 기능을 전자적으로 수행하는 것이 롤링-셔터로서 이미지센서의 한쪽에서 한 라인(line)씩 신호가 읽혀지고, 뒤 쪽으로 갈수록 읽혀진 신호가 축적되면서 증가된 신호량의 적체로 인해 여러 문제를 일으킨다. 반면, 글로벌-셔터는 전체를 동시에 노광시킨 후 한꺼번에 닫아버리는 구조로서 한 프레임(frame)의 촬영시점이 동일하기 때문에 시차에 의한 왜곡이 없다.

○ 프로세서의 시간차에 의해서 발생하는 이미지가 기울어지는 등의 왜곡현상은 센서의 크기와 해상도가 클수록 또, 피사체가 빠르게 움직일수록 비동기시간이 늘어나기 때문에 왜곡은 더욱 심해진다. 아직 공식적으로 글로벌-셔터를 장착한 스틸 카메라(Still Camera)는 출시되지 않았다. CMOS 센서에서는 글로벌-셔터의 구현이 쉽지 않지만, 글로벌-셔터를 적용하려는 연구가 각 카메라 제조사에서 이뤄지고 있다.

○ 우리나라 업체에서 글로벌-셔터를 사용한 60프레임의 캠코더가 최근 출시되었고 ㈜엠텍비젼에서 특허출원 및 등록(2008.07.24)한 ‘글로벌-셔터 구동방식의 이미지센서를 이용한 입력 장치’도 있다. 또한 파운드리 업체 TowerJazz사(社)가 글로벌-셔터를 장착한 12MP의 해상도와 초당 300 프레임의 CMV-12000을 2010년 3월 발표한 바 있다.

○ CMOS 이미지센서에서 글로벌-셔터를 실현하기 위해서는 화소 내에 메모리를 탑재하고 전화소의 신호를 동시에 전송할 필요가 있다. CMOS의 컬럼 단위의 신호처리기술 개발로 현재는 CCD 보다 우수한 화질을 얻을 수 있다. 암전류는 샘플링 용량이 적기 때문에 개선되기 어렵고 전송할 때 전하분배로 신호의 진폭이 감소한다. 또한, 화소 전체에 증폭회로가 필요하여 소비전력의 증가도 문제가 된다. 향후 이러한 제반 문제점들이 개선되어 우수한 동영상이 구현될 수 있기를 기대한다.

저자

Keita YASUTOMI, Shoji KAWAHITO

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

전기·전자

연도

2011

권(호)

35(47)

잡지명

映像情報メディア 學會誌技術報告

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

1~8

분석자

홍*철

분석물

• 글로벌 셔터 CMOS 이미지센서의 개발동향.pdf [249,221 byte]

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