KR102019689B1 - 원칩형 조명용 센싱 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명의 원칩형 조명용 센싱 소자는, 외부에서 입사되는 광을 수광할 수 있는 메인 포토 다이오드와 외부에서 광이 입사되지 않도록 차단된 폐쇄 포토 다이오드를 구비하는 단위 픽셀 다수 개가 2차원적으로 배치된 픽셀 블록; 상기 픽셀 블록의 좌측에 위치하고, 상기 픽셀 블록의 일부에서 생성되는 아날로그 감광 신호들을 증폭하는 작업 및 상기 감광 신호들에 대한 아날로그적인 신호 비교 작업을 수행하는 제1 아날로그 신호 처리부; 상기 픽셀 블록의 우측에 위치하고, 상기 픽셀 블록의 다른 일부에서 생성되는 아날로그 감광 신호들을 증폭하는 작업 및 상기 감광 신호들에 대한 아날로그적인 신호 비교 작업을 수행하는 제2 아날로그 신호 처리부; 및 상기 제1 아날로그 신호 처리부 및 제2 아날로그 신호 처리부에서 출력되는 신호들을 받아서 저장하였다가, 외부로 출력하는 디지털 처리부를 포함할 수 있다.

Description

원칩형 조명용 센싱 소자{ONE-CHIP TYPE SENSING ELEMENT FOR LIGHTING}

본 발명은 LSS(Light Switch Sensor)를 구비하는 조명용 센싱 소자에 관한 것으로, 특히 CMOS 이미지 센서로 LSS(Light Switch Sensor)를 구현한 조명용 센싱 소자에 관한 것이다.

가정의 실내조명을 포함하여 많은 사람들이 한꺼번에 이용하게 되는 교실이나 사무실 또는 회의실의 실내조명을 위해 천정에 조명등 기구를 배치하고 이 조명등기구의 제어를 위해 거실, 교실, 사무실 등의 출입구 주변 벽면에 조명등기구 제어용 온/오프 스위치를 설치하여, 사용자가 필요에 따라 조명등기구 온/오프 제어스위치를 조작하는 것으로 실내 조명을 선택할 수 있다.

스위치를 통한 조명등기구의 온/오프 제어는 사용자의 스위치 조작 부주의나 순간 망각으로 인하여 불필요한 전력소비를 초래할 수 있다.

이러한 불요전력소모는 사용자가 일시 체류하게 되는 주택의 현관출입구나 지하실, 건물 중 인적이 드문 계단실 등에 적용된 조명등기구에서 흔히 일어나게 되므로, 최근에는 인체센서나 조도센서를 이용하여 사용자가 감지되거나 조명이 필요한 야간시에만 자동적으로 해당 등기구가 점등되도록 하는 기술이 널리 사용되고 있다.

적외선 센서나 조도센서를 이용한 조명등기구의 효율적인 자동 온/오프 제어관리는 앞서 설명한 현관출입구, 지하실, 계단실 외에도 일반 가정의 거실이나 사무실 등에 적용할 수 있으며 불필요한 전력소모 방지에 크게 기여할 수 있다.

도시한 조명 제어 관리에 따라 조명 대상 장소의 조도 또는 사람의 움직임에 따라 스위칭을 수행할 수 있고, 이를 위해서는 조도 및/또는 사람의 움직임을 감지하기 위한 LSS(Light Switch Sensor)를 구비할 수 있다.

종래의 LSS 제품의 경우, PIR센서를 주로 사용하고 있다. 그러나, PIR센서는 센싱 범위가 좁아 감지능력이 떨어지고 반응속도도 현저히 느리다. 더불어 PIR센서의 크기가 크기 때문에 센서의 사이즈가 커지고 제조 비용이 높은 단점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1270343호

본 발명은 비용이 저렴한 CMOS 이미지 센서를 이용한 LSS(Light Switch Sensor)를 구비한 원칩형 조명용 센싱 소자를 제공하고자 한다.

본 발명은 아날로그 신호 처리 영역 및 디지털 신호 처리 영역과 이미지 센서가 통합된 단일 칩 형태의 조명용 센싱 소자를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 원칩형 조명용 센싱 소자는, 외부에서 입사되는 광을 수광할 수 있는 메인 포토 다이오드와 외부에서 광이 입사되지 않도록 차단된 폐쇄 포토 다이오드를 구비하는 단위 픽셀 다수 개가 2차원적으로 배치된 픽셀 블록; 상기 픽셀 블록의 좌측에 위치하고, 상기 픽셀 블록의 일부에서 생성되는 아날로그 감광 신호들을 증폭하는 작업 및 상기 감광 신호들에 대한 아날로그적인 신호 비교 작업을 수행하는 제1 아날로그 신호 처리부; 상기 픽셀 블록의 우측에 위치하고, 상기 픽셀 블록의 다른 일부에서 생성되는 아날로그 감광 신호들을 증폭하는 작업 및 상기 감광 신호들에 대한 아날로그적인 신호 비교 작업을 수행하는 제2 아날로그 신호 처리부; 및 상기 제1 아날로그 신호 처리부 및 제2 아날로그 신호 처리부에서 출력되는 신호들을 받아서 저장하였다가, 외부로 출력하는 디지털 처리부를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 아날로그 신호 처리부 및 제2 아날로그 신호 처리부는, 상기 메인 포토 다이오드에서 생성한 감광 신호 및 상기 폐쇄 포토 다이오드에서 생성한 감광 신호의 차이값을 증폭하는 증폭 회로; 및 상기 증폭된 차이값과 소정 전위를 비교하여, 해당 단위 픽셀의 출력 신호의 값을 판정하는 비교 회로를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 증폭 회로는, 외부에서 인가되는 이득 설정 신호에 따라 이득(gain)이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 근적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지의 대역의 전부 또는 일부대역에 대하여, 상기 메인 포토 다이오드는 투과시키며, 상기 폐쇄 포토 다이오드는 차단하고, 근적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지의 대역을 제외한 대역에 대하여, 상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드의 투과율은 유사한 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 상기 디지털 처리부는, 상기 제1 아날로그 신호 처리부 및 제2 아날로그 신호 처리부에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 받아서 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 신호를 외부로 출력하기 위한 패드 인터페이스를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 픽셀 블록, 상기 제1 아날로그 신호 처리부, 상기 제2 아날로그 신호 처리부, 및 상기 디지털 처리부 중 적어도 하나 이상에 바이어스 전위를 공급하는 바이어스 공급부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 각 단위 픽셀은, 상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드에 대하여, 다음 신호의 검출을 위해 상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드 중 어느 한 포토 다이오드를 리셋시키는 리셋 트랜지스터와, 상기 포토 다이오드에 저장된 전기 신호에 대하여 소스 팔로워(source follower) 역할을 수행하는 드라이브 트랜지스터와, 단위 픽셀의 출력을 선택하는 셀렉트 트랜지스터를 구비할 수 있다.

상술한 구성의 원칩형 조명용 센싱 소자를 실시하면, 비용이 저렴한 CMOS 이미지 센서를 이용하여 제작비용을 절감하면서도 충분한 성능을 확보할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 원칩형 조명용 센싱 소자가 사용될 수 있는 조명 제어 장치의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 2는 도 1의 조명 제어 장치에서 수행되는 조명 제어 방법을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 조명용 센싱 소자의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 실리콘 기판상 반도체 레이아웃으로 형성될 수 있는 조명용 센싱 소자(LSS)의 전체적인 블록도.
도 5는 BIASA(BIAS_Analog)블록, 픽셀(PIXEL) 블록, 증폭(AMP) 블록, 비교(COMPARATOR) 블록의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 6은 도 5의 아날로그 바이어스(BIASA : BIAS_Analog) 블록의 내부를 도시한 블록도.
도 7a는 도 6의 바이어스 회로의 부근 내부를 도시한 블록도.
도 7b는 도 6의 바이어스 회로의 내부를 도시한 회로도.
도 8은 도 7a의 bandgap reference 블록의 내부를 도시한 회로도.
도 9는 도 7a의 regulator 블록 내부를 도시한의 회로도.
도 10은 PIXEL 블록의 내부를 일부 확대한 형태로 도시한 블록도.
도 11은 메인 포토 다이오드(MD : Main Diode)와 폐쇄 포토 다이오드(LD : Leakage Diode)로 이루어진 이미지 센서의 픽셀 구조의 일 실시예를 도시한 회로도.
도 12는 단위 픽셀을 도시하는 레이아웃.
도 13a는 PIXEL 블록의 양쪽에 AMP 블록이 배치된 형태를 도시하며, 도 13b는 AMP 블록의 내부를 도시한 블록도.
도 14a 및 도 14b는 상기 AMP블록의 일 실시예들을 각각 도시한 회로도
도 15는 COMP 블록을 도시하며, 도 16은 COMP 블록의 내부를 도시한 회로도.
도 17a는 BIASD 블록의 내부를 도시한 블록도이고, 17b는 바이어스 블록의 실시예들을 도시하는 회로도.
도 18은 regulator 블록 내부를 도시한 회로도.
도 19a 및 도 19b는 각각 6M, 60M oscillator 블록 내부를 도시하는 회로도.
도 20은 SRAM 블록도의 내부를 도시한 회로도.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

먼저, 본 발명의 사상에 따른 원칩형 조명용 센싱 소자가 사용될 수 있는 조명 제어 장치 및 그 제어 동작에 대하여 살펴보겠다.

도 1은 본 발명의 원칩형 조명용 센싱 소자가 사용될 수 있는 조명 제어 장치의 일 실시예를 도시한다.

도시한 조명 제어 장치는, 모니터링 주기에 따라 조명 구역을 촬영한 모니터링 영상 신호를 생성하는 이미지 센서(10); 상기 생성된 모니터링 영상 신호를 저장하는 모니터링 영상 신호 저장부(22); 이전 모니터링 주기에서 획득된 모니터링 영상 신호를 레퍼런스 영상 신호로서 저장하는 레퍼런스 영상 신호 저장부(24); 상기 모니터링 영상 신호와 상기 레퍼런스 영상 신호의 차이값과 소정의 기준값을 비교하는 비교부(26); 상기 비교부(26)의 비교 결과에 따라 조명을 점등 또는 소등하는 조명 제어부(30); 및 상기 조명 제어부(30)의 동작에 따른 조명 상태를 저장하는 조명 상태 정보 저장부(25)를 포함한다.

여기서, 상기 이미지 센서(10)는, 포토 다이오드 등 감광 소자들이 2차원으로 배열된 픽셀 블록(12); 및 상기 픽셀 블록(12)의 감광 소자들의 감광 값들을 상기 조명 상태에 따라 결정되는 이득으로 증폭하는 증폭 회로(15), 상기 증폭된 감광값의 레벨을 판정하는 비교 회로(16)를 포함할 수 있다.

상기 비교부(26) 및 상기 조명 제어부(30)는, 소등 상태에서 상기 모니터링 영상 신호와 상기 레퍼런스 영상 신호의 차이값이 제1 기준값을 넘으면, 움직임이 존재하는 것으로 판단하여, 전등을 점등하고,

점등 상태에서 상기 모니터링 영상 신호와 상기 레퍼런스 영상 신호의 차이값이 제2 기준값을 넘지 않은 체 점등 타이머가 완료되면, 전등을 디밍하고,

디밍 상태에서 상기 모니터링 영상 신호와 상기 레퍼런스 영상 신호의 차이값이 제3 기준값을 넘지 않은 체 디밍 타이머가 완료되면, 움직임이 존재하지 않는 것으로 판단하여, 전등을 소등하는 작업을 수행한다.

상기 비교부(26)에는, 상기 제1 내지 제3 기준값들을 저장하는 기준값 저장부(미도시); 및 기준값을 설정하는 기준값 설정부(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 기준값 설정부는, 소등된 아이들 상태에서 이미지 센서에서 촬영된 아이들 촬상 신호와, 상기 레퍼런스 영상 신호의 차이값으로 부터 상기 제1 기준값을 설정하고, 점등된 아이들 상태에서 이미지 센서에서 촬영된 아이들 촬상 신호와, 상기 레퍼런스 영상 신호의 차이값으로 부터 상기 제2 기준값을 설정하고, 디밍된 아이들 상태에서 이미지 센서에서 촬영된 아이들 촬상 신호와, 상기 레퍼런스 영상 신호의 차이값으로 부터 상기 제3 기준값을 설정할 수 있다.

상기 조명 제어부(30)는, 도 2의 흐름도에 따른 조명 제어 방법에서 사용되는 점등 타이머(32) 및 디밍 타이머(32)를 구비할 수 있다. 상기 점등 타이머(32) 및 디밍 타이머(32)는 서로 다른 점등 타이머 시간 및 디밍 타이머 시간을 설정할 수 있도록 서로 독립된 하드웨어의 타이머로 구현할 수 있다.

다른 구현에서는, 점등 타이머 시간과 디밍 타이머 시간이 동일한 경우, 하나의 타이머가 점등 타이머 및 디밍 타이머의 역할을 순차적으로 수행하도록 구현할 수 있다.

다른 구현에서는, 점등 타이머 시간과 디밍 타이머 시간이 동일하지 않은 경우에도 하나의 카운터에 2개의 서로 다른 2개의 회수를 카운트하도록 구성하는 방식으로, 하나의 단일 하드웨어의 타이머로 구현할 수 있다.

상기 이미지 센서(10)를 구성하는 각 픽셀은, 메인 감광 소자와 폐쇄 감광 소자를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 이미지 센서(10)는, 상기 메인 감광 소자의 검출값과 상기 폐쇄 감광 소자의 검출값의 차이값으로 상기 모니터링 영상 신호 및 레퍼런스 영상 신호를 생성할 수 있다.

도 2는 도 1의 조명 제어 장치에서 수행되는 조명 제어 방법을 도시한다.

도시한 조명 제어 방법은, 소등 상태에서 움직임이 감지되면(S20), 움직임이 존재하는 것으로 판단하여, 전등을 점등하는 단계(S30); 점등 상태에서 움직임이 감지되지 않은 체(S40) 소정 시간이 경과하면(S50), 전등을 디밍하는 단계(S60); 및 디밍 상태에서 움직임이 감지되지 않은 체(S70) 소정 시간이 경과하면(S80), 전등을 소등하는 단계(S90)로 이루어질 수 있다. 도시한 조명 제어 방법의 경우, CMOS 이미지 센서로부터 확보된 영상에서 움직임 감지 여부를 판단하는 것을 제안하고 있다.

본 발명의 사상에 따른 원칩형 조명용 센싱 소자는 도 1에 도시한 조명 제어 장치를 저렴한 비용으로 편리하게 제작하기 위한 것이다. 상기 조명 제어 장치는 크게 본 발명의 사상에 따른 원칩형 조명용 센싱 소자와 원칩형 컨트롤러 소자로, 2개의 주요 원칩 소자들로 제작될 수 있다.

상기 컨트롤러 소자는, 제작자가 원하는 조명 제어 알고리즘을 구성할 수 있도록, 프로그래밍 가능한 마이크로 컨트롤러이거나, 고정된 조명 제어 알고리즘이 내장되어 있으나 상기 알고리즘을 구동하는 파라미터들을 설정할 수 있는 컨트롤러일 수 있다.

상기 조명용 센싱 소자는, CMOS 이미지 센서로 주기적으로 영상을 촬영하는 방식으로 조명 구역내 사람 등의 움직임을 감지하여, 관련 정보를 상기 컨트롤러 소자로 전달하는 기능을 수행한다.

구현에 따라, 상기 조명용 센싱 소자는, 도 2에 도시한 구성들 중 일부를 원칩 내부에 배치한 형태를 가진다. 이때, 도 2에 도시한 구성들 중 나머지들은 상기 컨트롤러 소자를 구성할 수 있다.

제1 구현의 원칩형 조명용 센싱 소자는, 도시한 이미지 센서(10)와 모니터링 영상 신호 저장부(22)가 원칩 내부에 배치된 형태를 가진다.

제2 구현의 원칩형 조명용 센싱 소자는, 도시한 이미지 센서(10), 모니터링 영상 신호 저장부(22), 레퍼런스 영상 신호 저장부(24) 및 비교 판단부(26)가 원칩 내부에 배치된 형태를 가진다.

제1 구현의 경우, 조명용 센싱 소자가 처리할 연산량이 줄어들어, 조명용 센싱 소자의 제조 비용을 크게 절감하면서도, 본래 데이터 연산처리 용도인 컨트롤러 소자의 제조 비용은 소폭 증가하게 되어, 전체 제조 비용이 절감되는 이점이 있다. 또한, 컨트롤러 소자에 대한 프로그래밍을 이용하여, 촬영 영상 획득 주기, 비교 판단 작업의 주기, 레퍼런스 영상 신호의 획득/갱신 방안 등을 비교적 자유롭게 변경할 수 있는 이점도 있다.

반면, 원칩형 조명용 센싱 소자와 원칩형 컨트롤러 소자간에 영상 정보가 전달되어야 하므로, 2 원칩형 소자들간에 연결 단자수가 증가되는 등 인터페이스가 다소 복잡해지며, 이 때문에 CMOS 이미지 센서의 해상도를 높이는데 장애가 된다는 단점이 있다.

제2 구현의 경우, 원칩형 조명용 센싱 소자와 원칩형 컨트롤러 소자간에 전달되는 정보는 움직임 판단 결과에 따른 움직임 정보로서, 2 원칩형 소자들간의 연결 및 인터페이스가 단순 명료해지는 이점이 있다.

반면, 원칩형 조명용 센싱 소자의 제조 비용이 증대되며, 조명 제어 방법을 상세하기 설정하기 곤란하다는 단점이 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 조명용 센싱 소자의 구성을 도시한 블록도이다.

도시한 원칩형 조명용 센싱 소자는, 외부에서 입사되는 광을 수광할 수 있는 메인 포토 다이오드와 외부에서 광이 입사되지 않도록 차단된 폐쇄 포토 다이오드를 구비하는 단위(감광) 픽셀 다수 개가 2차원적으로 배치된 픽셀 블록(120); 상기 픽셀 블록(120)의 우측에 위치하고, 상기 픽셀 블록(120)의 일부에서 생성되는 아날로그 감광 신호들을 증폭하는 작업 및 상기 감광 신호들에 대한 아날로그적인 신호에 대한 비교 작업을 수행하는 제1 아날로그 신호 처리부(121); 상기 픽셀 블록(120)의 좌측에 위치하고, 상기 픽셀 블록(120)의 다른 일부에서 생성되는 아날로그 감광 신호들을 증폭하는 작업 및 상기 감광 신호들에 대한 아날로그적인 신호에 대한 비교 작업을 수행하는 제2 아날로그 신호 처리부(122); 상기 제1 아날로그 신호 처리부(121) 및 제2 아날로그 신호 처리부(122)에서 출력되는 신호들을 디지털 신호로 받아서 저장하였다가, 외부로 출력하는 디지털 처리부(200); 및 상기 픽셀 블록(120), 상기 제1 아날로그 신호 처리부(121), 상기 제2 아날로그 신호 처리부(122) 및 상기 디지털 처리부(200) 중 적어도 하나에 대한 바이어스를 공급하는 바이어스부(190)를 포함한다.

여기서, 근적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지의 대역의 전부 또는 일부 대역에 대하여, 상기 메인 포토 다이오드는 투과시키며, 상기 폐쇄 포토 다이오드는 차단하고, 근적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지의 대역을 제외한 대역에 대하여, 상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드의 투과율은 유사하게 매우 낮은 값을 가지는 것이 유리하다.

구현에 따라, 상기 메인 포토 다이오드의 투과 영역은, 근적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지이거나, 적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지이거나, 근적외선 영역에서 녹색광 영역까지이거나, 적외선 영역에서 녹색광 영역까지 중 하나일 수 있다.

하한 대역을 근적외선 영역으로 설정하는 경우, 저조도에서 인간의 움직임을 잘 파악할 수 있는 이점이 있는 반면, 고조도에서 광포화가 쉽게 일어날 수 있는 단점이 있다.

상한 대역을 최외곽 보라광 영역으로 설정하는 경우, 다양한 조명 환경에서 사용될 수 있는 이점이 있는 반면, 광포화가 쉽게 일어날 수 있는 단점이 있다.

상한 대역을 녹색 영역으로 설정하는 경우, 인간이 시각적으로 느끼는 움직임 판정과 유사한 판정을 수행하는 이점이 있는 반면, 청색광만으로 조명하는 지역에서는 적용이 곤란한 단점이 있다.

상술한 메인 포토 다이오드의 대역 선택적 투과 성질은, 메인 포토 다이오드 상부(광 입사면)에 배치된 광 필터에 의해 달성될 수 있다.

상기 픽셀 블록(120)을 구성하는 수 많은 단위 픽셀들은 평면 또는 곡면 상의 2차원으로 배열될 수 있다.

예컨대, XY 평면으로 배열될 수 있다. 만약, 가로 방향 1줄로 배열된 픽셀들은 하나의 출력 라인을 공유한 경우, 출력 라인들은 세로 방향을 따라 다수 개가 평행하게 배열된다. 이때, 상기 세로 방향으로 배열될 순서가 홀수인 출력 라인들은 상기 제1 아날로그 신호 처리부(121)가 담당하고, 짝수인 출력 라인들은 상기 제2 아날로그 신호 처리부(122)가 담당할 수 있다.

도면에서 상기 픽셀 블록(120)을 중심으로 그 우측에 상기 제1 아날로그 신호 처리부(121)가 배치되고, 그 좌측에 상기 제2 아날로그 신호 처리부(122)가 배치되고, 그 상측에 상기 바이어스부(190)가 배치되고, 그 하측에 상기 디지털 처리부(200)가 배치됨을 알 수 있다. 이는 원칩형 소자의 케이스의 중심 영역에 빛을 모으기 위한 렌즈를 배치하는 것이 제작상 용이한 것을 반영하여, 렌즈 아래에 수광을 위한 픽셀 블록(120)을 위치시키면서, 공간 효율 및 상호 기능을 최대화하기 위한 것이다.

예컨대, 픽셀 블록의 출력 라인들은 좌우 방향으로 하나씩 교번하여 인출되도록 하는 것이 신호의 간섭 및 반도체 공정상 편차 억제 면에서 바람직한데, 홀수열들은 상기 제1 아날로그 신호 처리부(121)로, 짝수열은 상기 제2 아날로그 신호 처리부(122)로 바로 연결될 수 있다.

상기 제1/제2 아날로그 신호 처리부(121, 122)는, 상기 픽셀 블록(120)에 가까운쪽에 배치된 제1/제2 증폭 회로(151, 152)와, 외곽쪽에 배치된 제1/제2 비교 회로(161, 162)로 구성될 수 있다.

상기 메인 포토 다이오드에서 생성한 감광 신호 및 상기 폐쇄 포토 다이오드에서 생성한 감광 신호의 차이값들(즉, 상기 픽셀 블록(12)의 단위 감광 소자들의 감광 값임)은, 상기 제1/제2 증폭 회로(151, 152)에 의해, 외부에서 입력되는 이득(조명 상태에 따라 결정될 수 있음)으로 증폭될 수 있다. 즉, 상기 제1/제2 증폭 회로(151, 152)는, 외부에서 인가되는 이득 설정 신호에 따라 이득(gain)이 결정될 수 있다.

상기 제1/제2 비교 회로(161, 162)는 상기 증폭된 차이값과 소정의 비교 판정용 전위(램프 파형을 이용할 수도 있다)를 비교하여, 해당 단위 픽셀의 출력 신호의 값을 판정할 수 있다. 즉, 제1/제2 비교 회로(161, 162)는 아날로그 신호로서 상기 증폭된 차이값을, 일종의 디지털 신호로 변환하는 역할을 수행한다고 볼 수 있다.

상기 제1/제2 비교 회로(161, 162)의 출력은 전체 레이아웃의 외곽영역에 위치하고, 외곽영역에 형성된 버스들에 의해 상기 디지털 처리부(200)에 판정된 값을 전달할 수 있다. 반도체 레이아웃의 외곽영역은 복잡한 다수의 라인들의 배치가 용이한 영역이다.

또한, 도시한 바와 같이 비교 회로(161, 162) - 증폭 회로(151, 152)를 센서 블록(pixel) 좌우에 하나씩 2개를 구비한 경우, 소등시에는 하나의 비교 회로 - 증폭 회로를 이용하여 보다 빠른 조명 제어 성능을 확보하고, 점등 및 디밍시에는 2개의 비교 회로 - 증폭 회로를 이용하여 보다 정확한 조명 제어 성능을 확보하는 방식으로 적용될 수도 있다.

상기 디지털 처리부(200)는 소정 주기(내부 타이머나 외부의 클럭에 의해 상기 주기를 맞출 수 있다)로, 상기 픽셀 블록(120) 및 상기 제1/제2 아날로그 신호 처리부(121, 122)가 생성하는 영상 신호를 갱신하여 저장할 수 있다. 예컨대, 외부에서 입력되는 영상 갱신 클럭의 폴링 에지에 맞추어, 기 저장된 하나 이상의 프레임에 대한 이미지로 이루어진 영상 신호을 삭제하고, 상기 폴링 에지 직전에 상기 픽셀 블록(120)이 획득한 프레임에 대한 이미지로 이루어진 영상 신호를 저장할 수 있다.

상기 디지털 처리부(200)는, 상기 제1 아날로그 신호 처리부 및 제2 아날로그 신호 처리부에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 받아서 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 신호를 외부로 출력하기 위한 패드 인터페이스를 포함할 수 있다.

상기 바이어스부(190)는, 2개 이상의 전압 중 하나로 선택될 수 있는 외부 전력에 대하여 구동될 수 있도록, 외부 입력 전력에 대한 전압 적응 수단(예: 다단 레귤레이터, bandgap reference)을 구비할 수 있다.

구현에 따라, 상기 바이어스부(190)는, 상기 픽셀 블록, 상기 제1 아날로그 신호 처리부, 상기 제2 아날로그 신호 처리부 및 아날로그적인 입출력 인터페이스에 아날로그 바이어스를 공급하는 아날로그 바이어스부; 및 상기 디지털 처리부(200) 및 디지털적인 입출력 인터페이스에 디지털 바이어스를 공급하는 디지털 바이어스부를 포함할 수 있다. 구현에 따라 상기 디지털 바이어스부는 도면에서 디지털 처리부(200)에 배치될 수도 있다.

다음, 상기 원칩형 조명용 센싱 소자를 구성하는 반도체 칩상에 배치되는 구체적인 회로들을 살펴보겠다.

도 4는 실리콘 기판상 반도체 레이아웃으로 형성될 수 있는 조명용 센싱 소자(LSS)의 전체적인 블록도이다. 전체적인 블록으로 볼 때에는 아날로그 블록과 디지털 블록 그리고 각각의 PAD들로 이루어져 있다. PAD는 각 신호들의 입력과 출력을 도와주는 블록이다.

아날로그 블록은 또 다시 크게 아날로그 바이어스(BIASA : BIAS_Analog) 블록, 픽셀(PIXEL) 블록, 증폭(AMP) 블록, 비교(COMPARATOR) 블록으로 나뉜다.

도 5는 BIASA(BIAS_Analog)블록, 픽셀(PIXEL) 블록, 증폭(AMP) 블록, 비교(COMPARATOR) 블록의 일 실시예를 도시한다.

먼저 맨 위쪽의 블록은 BIASA블록으로 전체적인 아날로그 회로들을 동작시키는데 필요한 바이어스를 만들어 내는 블록이다. 두 번째로 가장 가운데에 있는 블록은 PIXEL 블록으로 100x100 단위 픽셀들로 이루어져 있으며, 각 단위 픽셀에서는 외부에서 들어오는 빛이 포토 다이오드와 반응하여 인가되는 전류 신호를 전압으로 변환하여 출력한다. 세 번째로 픽셀 블록의 양 옆의 블록은 AMP 블록으로, 딘위 픽셀에서 출력된 출력 값을 증폭시킨다. 마지막으로 AMP 블록의 양 옆으로 존재하는 블록은 COMP블록으로 AMP블록을 통해 증폭된 출력 값과 ramp generator의 값을 비교한 뒤 비교 값을 출력한다.

도 6은 도 5의 아날로그 바이어스(BIASA : BIAS_Analog) 블록의 내부를 도시한 블록도이다. BIASA 블록은 크게 세 블록으로 이루어져 있다. 먼저 바이어스를 만들어내는 바이어스 회로, ramp generator 블록 그리고 buffer 블록이 있다.

도 7a는 도 6의 바이어스 회로의 부근 내부를 도시한 블록도이다.

가장 왼쪽의 블록은 단위 픽셀, amp, comparator 등의 회로에 필요한 바이어스를 만들어내는 바이어스 회로 블록이고 다음으로 가운데의 블록은 bandgap reference 블록 그리고 가장 오른쪽의 블록은 regulator 블록이다. 이때 regulator는 comparator용 regulator와 아날로그 회로용 regulator로 나뉘어져 있는데, 이는 comparator동작 시 발생하는 noise의 간섭을 최소화 하기 위함이다.

도 7b는 도 6의 바이어스 회로의 내부를 도시한 회로도이다.

바이어스 회로는 high voltage device와 low voltage device 모두를 사용하여 구현하였다. 바이어스 회로 자체는 3.3V와 1.8V에서 모두 동작해야 하기 때문에 high voltage device로 구현하였고 1.8V에서 동작하는 amp로 연결되는 바이어스 부분은 low voltage device로 구현하였다.

또한 regulator와 마찬가지로 comparator에 연결되는 바이어스로 인한 noise의 간섭을 최소화 하기 위해 comparator용 바이어스와 아날로그회로용 바이어스를 나누어 구현하였다.

도 8은 도 7a의 bandgap reference 블록의 내부를 도시한 회로도이다.

bandgap reference는 3.3V 와 1.8V에서 모두 동작할 수 있도록 모두 high voltage device로 구현하였다. 또한 suspend mode를 추가하여 필요에 따라 회로를 동작시키거나 동작시키지 않을 수 있어서 저 전력으로 회로를 동작시킬 수 있다. 더불어 bipolar transistor를 사용하여 온도변화에도 민감하게 반응하지 않도록 구현하였다.

도 9는 도 7a의 regulator 블록 내부를 도시한 회로도이다.

regulator도 마찬가지로 1.8V와 3.3V에서 모두 동작하기 때문에 high voltage device로 구현하였다. 1.8V로 동작 하는 아날로그 회로들의 전압 공급을 위해 regulator를 사용하였다. comparator용 regulator와 아날로그회로용 regulator로 두 개의 regulator가 사용되지만 두 regulator는 동일한 regulator이다.

상술한 구현의 PIXEL 블록은 총 100x100개 즉, 10000개의 pixel로 이루어져 있다. 100x100 pixel은 왼쪽으로는 even output 50개 오른쪽으로는 odd output 50개의 pixel output이 출력되도록 구현되었다.

도 10은 PIXEL 블록의 내부를 일부 확대한 형태로 도시한 블록도이다.

PIXEL 블록은 모두 3.3V device로 구성되어 있다. 또한 pixel 100개가 연결되어 있는 row당 하나씩 pixel bias 회로가 연결되어 있어 각 pixel에 바이어스를 공급한다.

도 11은 메인 포토 다이오드(MD : Main Diode)와 폐쇄 포토 다이오드(LD : Leakage Diode)로 이루어진 이미지 센서의 픽셀 구조의 일 실시예를 도시한다.

단위 픽셀에는 두 개의 포토 다이오드가 달려있으며 하나는 Main diode 그리고 다른 하나는 Leakage diode로, Main diode와 Leakage diode에 빛이 들어오게 되면, photo diode와 반응하여 인가되는 전류 신호의 차이가 전압으로 변환하여 OUT1과 OUT2에 출력되어 나타난다.

도면에서 각 메인 포토 다이오드 및 폐쇄 포토 다이오드가 3tr CMOS 이미지 센서 소자 구조를 형성함을 알 수 있다.

도면에서, 각 단위 픽셀은, 상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드에 각각에 대하여, 다음 신호의 검출을 위해 상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드 중 어느 한 포토 다이오드를 리셋시키는 리셋 트랜지스터와, 상기 포토 다이오드에 저장된 전기 신호에 대하여 소스 팔로워(source follower) 역할을 수행하는 드라이브 트랜지스터와, 단위 픽셀의 출력을 선택하는 셀렉트 트랜지스터를 구비한다.

상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드에 각각에 대한 3tr 이미지 센서 회로 구조에서, 리셋 신호에 의하여 상기 리셋 트랜지스터가 일정 시간 동안 온되면 상기 포토 다이오드에 잔류하던 전하가 방출되면서 초기화된 후, 빛에 반응한 용량 값에 비례한 량의 전류가 포토 다이오드에 저장되고, 드라이브 트랜지스터는 상기 포토 다이오드의 전압을 설정된 범위의 전기신호(출력 전압)로 증폭하여 출력하며, 상기 드라이브 트랜지스터로부터 출력되는 출력 전압은 셀렉트 트랜지스터가 턴온됨에 의해 픽셀 어레이의 어드레싱 순서에 맞춰 출력된다.

다른 구현에서는 상기 3tr CMOS 이미지 센서 소자 구조에 트랜스퍼 tr이 추가된 형태의 4tr CMOS 이미지 센서 소자 구조를 형성할 수 있다.

도 12는 단위 픽셀의 레이아웃(layout)을 도시한다. 도면에서 보이는 초록색 부분이 photo diode이며 회로와 같이 Main diode, Leakage diode로 두개의 photo diode 가 존재하는 것을 확인할 수 있다.

AMP 블록은 pixel에서 출력된 데이터 값을 증폭시키는 블록이다. AMP 블록은 총 2단의 amplifier로 이루어져 있다. 따라서 아주 작은 데이터도 2번의 증폭을 통해 그 값을 확인할 수 있으며 이러한 원리를 이용해 저조도에서도 LSS칩이 동작할 수 있도록 구현되었다.

도 13a는 PIXEL 블록의 양쪽에 AMP 블록이 배치된 형태를 도시하며, 도 13b는 AMP 블록의 내부 블록도이다.

PIXEL 블록에서 왼쪽으로는 50개의 even pixel output 그리고 오른쪽으로는 50개의 odd pixel output이 출력 되므로 PIXEL블록의 양 옆으로 even pixel output 을 받는 50개의 AMP블록과 odd pixel output을 받는 50개의 AMP블록이 연결되게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 AMP블록은 AMP1과 AMP2로 총 2단의 AMP블록으로 이루어져 있다. amplifier는 1.8V에서 동작하므로 모두 low voltage device로 구현되었다. 또한 필요시 amplifier를 끄거나 켤 수 있도록 suspend mode로 추가로 구비해 두었다. 따라서 더 효율적으로 power를 사용할 수 있다.

도 14a 및 도 14b는 상기 AMP블록의 일 실시예들을 각각 도시한 회로도로서, 도 14a는 amplifier pixel amplifier 다음의 첫번째 단의 AMP블록으로 사용되었으며, 도 14b는 두번째 단의 AMP블록으로 사용되었다. capacitance값을 이용하여 다양한 gain을 설정할 수 있도록 구현되었다.

가장 작은 gain은 대략 2 이며 가장 큰 gain은 대략 50 정도로 switch를 이용해 capacitance 값을 조정하여 원하는 gain을 설정할 수 있다.

도 14a에서 각 switch 별로 설정 가능한 gain을 정리하면 하기 표 1과 같다.

도 14b에서 각 switch 별로 설정 가능한 gain을 정리하면 하기 표 2와 같다.

상기 switch는 칩 제조 공정 상에서 조정하는 영구적인 스위치로도 구현가능하지만, 원칩 외부에서 인가되는 신호에 의해 사용 중 능동적으로 조정할 수 있는 형태의 스위치인 것이 바람직하다.

상기 amplifier를 통과한 데이터는 곧이어 comparator를 통과하게 된다. 아날로그 신호인 amplifier의 출력 신호를 디지털에서 처리하기 위해서는 이를 디지털 신호로 변환해 주어야 한다. 따라서 comparator는 amplifier 신호와 ramp 신호를 비교하여 ADC를 하기 위한 데이터를 추출하기 위해 필요한 단계이다. 이를 위해, comparator의 입력으로는 amplifier의 출력과 ramp generator의 출력이 들어가게 된다.

상기 도 3에서 가운데 블록은 PIXEL 블록이며 바로 양 옆의 블록은 AMP블록 그리고 그 옆의 블록은 COMP 블록이다. 왼쪽으로 50개의 amplifier의 출력을 받으며 오른쪽으로 50개의 amplifier 출력을 받는다.

도 15는 COMP 블록을 도시하며, 도 16은 COMP 블록의 내부를 도시한 회로도이다.

amplifier에서는 positive한 값과 negative한 값이 동시에 출력되므로 positive 한 amplifier의 출력 값과 high ramp generator의 값을 입력으로 하여 비교하는 comparator와 negative한 amplifier의 출력 값과 low ramp generator의 값을 입력으로 하여 비교하는 comparator가 필요하다. 따라서 1개의 amplifier에는 결국 2개의 comparator가 연결되게 되고, LSS 원칩에는 총 100개의 amplifier가 존재하므로 결국 200개의 comparator가 연결되게 된다. comparator를 통해 나온 출력신호는 0 혹은 1이 되는데 이는 후에 디지털 블록에서 ADC를 위해 사용된다.

도 16에서 comparator는 1.8V에서 동작하므로 모두 low voltage device를 사용하였다.

도 4의 디지털 블록은 실제 디지털 회로에 바이어스를 공급해 주기 위한 블록으로서, 아날로그 회로로 구현될 수도 있다. 이 경우 아날로그 바이어스 블록과 비슷한 구조를 이루고 있다.

디지털 바이어스(BIASD) 블록은 BIAS_Digital 블록의 줄임 말로 앞서 설명한 것과 같이 전체적인 디지털 회로를 동작시키는데 필요한 바이어스를 만들어내는 블록이다.

도 17a는 BIASD 블록의 내부를 도시한 블록도이고, 17b는 바이어스 블록의 실시예들을 도시하는 회로도이다.

BIASD 블록은 크게 세 블록으로 이루어져 있다. 먼저 바이어스를 만들어내는 바이어스 블록이 있고 두 번째로 regulator 블록 그리고 마지막으로 oscillator 블록이 있다. 가장 왼쪽의 블록은 바이어스 블록이고 그 오른쪽의 블록은 Regulator 블록 그리고 아래쪽에 있는 두 개의 블록은 Oscillator 블록이다.

BIASA 블록과는 달리 BIASD 블록의 내부에는 oscillator 블록이 존재하는데 oscillator는 일정 펄스를 발생시켜 줌으로써 아날로그 회로와 디지털 회로를 동작시키는데 사용된다.

또한 디지털 회로의 supply voltage인 1.8V 전압을 출력시키는 regulator의 출력 신호 라인에는 적당히 큰 capacitance를 달아야 한다. 이는 매 순간 빠르게 펄스를 발생시키는 oscillator로 인해 1.8V DC 전압이 흔들리는 것을 방지하기 위함이다.

도 17b에 도시한 바이어스 회로는 high voltage device와 low voltage device 모두를 사용하여 구현되었다. 바이어스 회로 자체는 3.3V와 1.8V에서 모두 동작해야 하기 때문에 high voltage device로 구현되었고 1.8V에서 동작하는 oscillator로 연결되는 바이어스 부분은 low voltage device로 구현되었다.

아날로그에 사용되는 복잡한 bandgap reference 회로와는 달리 간단한 bandgap reference 회로를 사용하였다. 이는 디지털 회로가 아날로그 회로에 비해 noise에 덜 민감하기 때문에 복잡한 bandgap reference회로를 사용하는 대신 간단한 bandgap reference 회로를 사용하여 칩 사이즈를 최소화하기 위함이다.

도 18은 regulator 블록 내부를 도시한 회로도이다. regulator도 마찬가지로 1.8V와 3.3V에서 모두 동작하기 때문에 high voltagedevice로 구현하였다. 1.8V로 동작 하는 디지털 회로들의 전압 공급을 위해 regulator를 사용하였다. 앞서 사용했던 BIASA 블록 내부의 regulator와 동일한 regulator이다.

도 19a 및 도 19b는 각각 6M, 60M oscillator 블록 내부를 도시하는 회로도이다. oscillator는 1.8V에서 동작하기 때문에 모두 low voltage device로 구현하였다. oscillator는 각각 아날로그 회로와 디지털 회로를 동작시키기 위한 펄스를 만들어 내는 회로로 suspend mode 없이 동작한다.

6M 펄스를 만들어내는 oscillator는 Digital 회로용 oscillator 이며 60M 펄스를 만들어내는 oscillator는 Analog 회로용 oscillator이다. 이 두 종류의 oscillator는 회로의 구성은 같으며 device의 크기를 조절하여 6M, 60M의 펄스가 출력될 수 있도록 구현되었다.

SRAM은 flip flop 방식을 사용하는 메모리 장치로 최종적으로 출력된 아날로그 데이터의 값을 디지털 데이터의 값으로 변환하여 저장하기 위해 구현되었다. SRMA은 데이터를 저장할 수 있을 뿐 만 아니라(Write), 저장된 데이터를 읽어올 수도 있다(Read).

도 20은 SRAM 블록도의 내부를 도시한 회로도이다.

앞서 계속 설명했듯 왼쪽으로 50개, 오른쪽으로 50개의 아날로그 데이터가 출력되는데 1개의 아날로그 데이터가 ADC를 거쳐 8bit의 디지털 데이터가 된다. 따라서 왼쪽으로 400bit 그리고 오른쪽으로 400bit의 디지털 데이터가 SRAM의 입력으로 들어오게 된다.

상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

12, 120 : 픽셀 블록
15, 151, 152 : 증폭 회로
16, 161, 162 : 비교 회로
190 : 바이어스 부
200 : 디지털 처리부

Claims (7)

1. 외부에서 입사되는 특정 광을 수광하는 메인 포토 다이오드와 상기 특정 광을 수광하지 않는 폐쇄 포토 다이오드를 구비하는 단위 픽셀 다수 개가 2차원적으로 배치된 픽셀 블록;
   상기 픽셀 블록의 좌측에 위치하고, 상기 메인 포토 다이오드에서 생성되는 아날로그 감광 신호들을 증폭하는 작업 및 상기 감광 신호들에 대한 아날로그적인 신호 비교 작업을 수행하는 제1 아날로그 신호 처리부;
   상기 픽셀 블록의 우측에 위치하고, 상기 폐쇄 포토 다이오드에서 생성되는 아날로그 감광 신호들을 증폭하는 작업 및 상기 감광 신호들에 대한 아날로그적인 신호 비교 작업을 수행하는 제2 아날로그 신호 처리부; 및
   상기 제1 아날로그 신호 처리부 및 제2 아날로그 신호 처리부에서 출력되는 신호들을 받아서 저장하였다가, 외부로 출력하는 디지털 처리부
   를 포함하고,
   근적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지의 대역의 전부 또는 일부대역을 상기 메인 포토 다이오드는 수광하며, 상기 폐쇄 포토 다이오드는 상기 메인 포토 다이오드에서 투과된 대역을 차단하여 수광하고,
   근적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지의 대역을 제외한 대역에 대하여, 상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드의 투과율의 차이는 일정한 범위 내에 있고,
   상기 메인 포토 다이오드의 투과 영역은, 근적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지이거나, 적외선 영역에서 가시광 최외곽 보라광 영역까지이거나, 근적외선 영역에서 녹색광 영역까지이거나, 적외선 영역에서 녹색광 영역까지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원칩형 조명용 센싱 소자.
   
2. 제1항에 있어서,
   제1 아날로그 신호 처리부 및 제2 아날로그 신호 처리부는,
   상기 메인 포토 다이오드에서 생성한 감광 신호 및 상기 폐쇄 포토 다이오드에서 생성한 감광 신호의 차이값을 증폭하는 증폭 회로; 및
   상기 증폭된 차이값과 일정 값을 비교하여, 해당 단위 픽셀의 출력 신호의 값을 판정하는 비교 회로
   를 포함하는 원칩형 조명용 센싱 소자.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 증폭 회로는,
   외부에서 인가되는 이득 설정 신호에 따라 이득(gain)이 결정되는 것을 특징으로 하는 원칩형 조명용 센싱 소자.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 디지털 처리부는,
   상기 제1 아날로그 신호 처리부 및 제2 아날로그 신호 처리부에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 받아서 저장하는 메모리; 및
   상기 메모리에 저장된 신호를 외부로 출력하기 위한 패드 인터페이스
   를 포함하는 원칩형 조명용 센싱 소자.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 픽셀 블록, 상기 제1 아날로그 신호 처리부, 상기 제2 아날로그 신호 처리부, 및 상기 디지털 처리부 중 적어도 하나 이상에 바이어스 전위를 공급하는 바이어스 공급부
   를 더 포함하는 원칩형 조명용 센싱 소자.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 각 단위 픽셀은,
   상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드에 대하여,
   다음 신호의 검출을 위해 상기 메인 포토 다이오드와 상기 폐쇄 포토 다이오드 중 어느 한 포토 다이오드를 리셋시키는 리셋 트랜지스터와,
   상기 포토 다이오드에 저장된 전기 신호에 대하여 소스 팔로워(source follower) 역할을 수행하는 드라이브 트랜지스터와,
   단위 픽셀의 출력을 선택하는 셀렉트 트랜지스터
   를 구비하는 원칩형 조명용 센싱 소자.
   

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