파나소닉 코퍼레이션(Panasonic Corporation)이 유기 광전도막(organic photoconductive film, OPF)을 적용하여 상보성 금속산화막 반도체(CMOS) 이미지 센서를 위한 새로운 고성능 글로벌 셔터(global shutter)기술을 개발했다고 오늘 발표했다. 이 신기술은 글로벌 셔터 모드에서 고속으로 움직이는 피사체를 최대 10배 더 밝게 촬영할 수 있게 한다. OPF CMOS 이미지 센서를 채용하면 전하 충전 기능과 광전 변환(photoelectric-conversion) 기능을 각기 독립적으로 설정할 수 있다. 이 신기술은 OPF CMOS 이미지 센서의 이 같은 특성을 활용하여 글로벌 셔터 기능이 있는 기존의 이미지 센서에서 나타나는 채도 신호의 성능 저하 문제를 해결해 준다. 이 신기술은 OPF에 적용하는 전압을 변경하여 셔터 민감성을 미세하게 조정함으로써 사진 하나의 피사체 신호 레벨을 확보하여 움직이는 방향을 감지할 수 있는데, 이는 기존의 CMOS이지미 센서로는 가능하지 않았다.

기존의 셔터를 매우 밝은 상황에서 사용하면 이미지가 왜곡되지만 새로 개발한 고성능 글로벌 셔터 기술은 이미지를 왜곡시키지 않고 움직이는 피사체를 고속으로 감지할 수 있게 한다. 이 신기술은 모션 캡처(motion capture) 애플리케이션에 널리 사용될 뿐 아니라 채도가 높은 글로벌 셔터나 가변적 민감도의 다중 노출이 어렵다고 판단되는 다른 애플리케이션에도 사용될 것으로 예상된다.

신기술은 다음과 같은 장점이 있다.

1. OPF는 그 특성 상 광전 변환 용 OPF와 판독 회로가 각기 독립되어 있기 때문에 입사각이 넓고(60도), 민감도와 포화도가 높으며 회로의 성능이 매우 우수하다.

2. 광전 변환으로 제어하는 글로벌 셔터 기술이 있기 때문에 높은 채도 신호가 글로벌 셔터 기능이 있는 기존의 이미지 센서 보다 최대 10배 높다.

이번의 새로운 기술은 아래 신기술을 기반으로 개발됐다.

1. OPF광전 변환 부분과 회로 부분을 독립적으로 디자인할 수 있는 CMOS이미지 센서 디자인 기술(CMOS Image Sensor Design Technology).

2. 유기 광전도막(OPF)의 민감성을 조정함으로써 구현된 광전 변환 조정 글로벌 셔터 기술(Photoelectric Conversion Controlled Global Shutter Technology).

3. 각 프레임의 이미지를 캡처하는 민감성을 변경함으로써 피사체의 움직임과 그 방향을 감지할 수 있는 가변적 민감도의 다중 노출 기술(Variable Sensitivity Multiple Exposure Technology).

파나소닉은 이 기술과 관련하여 일본에서 60개, 해외에서 41개의 특허(출원중인 특허 포함)를 보유하고 있다.

파나소닉은 이 기술 연구 결과의 일부를 미국 샌프란시스코에서 2016년1월31일~2월4일 열린 2016 국제고체회로학회(International Solid-State Circuit Conference, ISSCC) 학술 회의에서 발표했다.