2014DG8b10MSPS011 CMOS Image Sensor

Abstract

본 설계에서는 CMOS 이미지 센서(CIS)에서 가변해상도가 가능한 저전력 single slope ADC(SS-ADC)를 제안한다. 제안하는 CIS는 픽셀 어레이, 컬럼 ADC, 메모리 등으로 구성된다. 픽셀 어레이는 QVGA급을 만족하기 위해 320×240 개로 이루어져 있으며, 설계된 SS-ADC는 8-bit 해상도를 갖는다. 가변해상도가 동작하기 위하여 로우 컨트롤 블록과 컬럼 어레이의 신호들을 제어하는 블록이 추가되었다. 가변해상도가 동작할 때, 해상도는 1/4로 감소하며 소모 전력 또한 1/4수준으로 줄어든다. 제안한 CIS 칩은 0.11㎛ CIS 공정으로 제작되었으며 5.0um 크기의 4TR non-shared active pixel sensor를 사용하였다. 아날로그 블록에서 각 신호들의 간섭을 최소화 하기위해서 최대한 간격을 두고 설계하였다. SS-ADC에서 사용된 capacitor는 MIM Capacitor가 사용 되었으며 top plate 보다 bottom plate쪽이 기생성분의 영향에 민감하지 않기 때문에 active signal이 지나가는 메탈라인을 bottom plate쪽으로 배치하였다. 또한, 아날로그 블록과 디지털 블록을 각각 Guard-ring으로 분리시켜 신호의 간섭을 최소화 하였다.