Microsystems Lab
CMOS Image Sensor
Wide dynamic range CMOS Image Sensors
[그림] 영상 장치의 발전
최근 디지털 영상 장치에는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서(CMOS image sensor; CIS)가 널리 사용되고 있다. 몇 년 전까지만 해도 CIS에 비해 좋은 성능을 갖는 전하 결합 소자(charge-coupled devices; CCD)형 이미지 센서가 주로사용되어왔으나, 반도체 기술의 발전과 함께 CIS에 관한 많은 연구로 인한 성능 개선에 따라 가격이나 집적도 면에서 유리한 CIS의 사용이 증가하게 되었다.
7월 4일 IC인사이츠에 따르면 올해 세계 CMOS 이미지센서 시장은 115억달러(약 13조2000억원)으로 커진다. 지난해 CMOS 이미지센서 시장은 105억달러(약 12조1000억원) 규모를 기록하며 사상 최대치를 기록했다. 올해 기대치는 작년 대비 약 9% 증가한 수준이다. [출처 : 전자신문]
[그래프] CMOS 이미지 센서 시장 예상 성장곡선
출처 : https://www.eetasia.com/news/article/fresh-round-of-growth-begins-for-cmos-image-sensors
이미지 센서 기술의 성능 평가 요소로는 감도, 동작 범위, 동작속도, 전력소모 등이 있다. 그 중 동작 범위를 확장시키는 많은 연구가 진행되고 있다. 동작 범위 확장을 위한 기술로는 다중 샘플링 (multiple sampling), 선형 로그 응답 (linear-logarithmic response), 수직 오버팔로우 인테그레이션 커패시터 (lateral overflow integration capacitor, LOFIC) 등의 방법이 이용되고 있다.
하지만, 이러한 방법들은 이미지 센서의 동작속도를 제한하고, 출력이미지를 왜곡 시키며, 화소 면적이 커진다는 단점 등이 있다. 연구실에서는 간단한 회로를 사용하여 이미지의 화질을 저하시키지 않고 동작 범위를 확장시킨 이미지 센서를 연구 및 개발하고 있다.