A High-Speed CMOS Image Sensor With Column-Parallel Two-Step Single-Slope ADCs

Seunghyun Lim,Jeonghwan Lee,Dongsoo Kim,Gunhee Han IEEE 2009 IEEE transactions on electron devices Vol.56 No.3

<P>This paper proposes a column-parallel two-step single-slope (SS) ADC for high-speed CMOS image sensors. Error correction scheme to improve the linearity is proposed as well. A prototype sensor of 320 times 240 pixels has been fabricated with a 0.35-mum CMOS process. Measurement results demonstrate that the proposed ADC can achieve the conversion time of 4 mus , which is ten times faster than the conventional SS ADC. The proposed error correction effectively removes the dead band problem and yields DNL of +0.53/ -0.78 LSB and INL of +1.42/ -1.61 LSB. The power consumption is 36 mW from a supply voltage of 2.8 V.</P>

Mismatch-Insensitive High Precision Switched-Capacitor Multiply-by-Four Amplifier

LIM, Seunghyun,HAN, Gunhee The Institute of Electronics, Information and Comm 2009 IEICE transactions on electronics Vol.92 No.3

<P>This letter proposes a mismatch insensitive switched-capacitor multiply-by-four (4X) amplifier using the voltage addition scheme. The proposed circuit provides 2-times faster speed and about half of silicon area when compared with the cascade of conventional 2X amplifiers. Monte-Carlo simulation results show about 15% gain accuracy improvement over the cascaded 2X- amplifiers.</P>

Analog front-end measuring biopotential signal with effective offset rejection loop.

Lim, Seunghyun,Kim, Hyunho,Song, Haryong,Cho, Dong-Il Dan,Ko, Hyoungho Pergamon Press 2015 Bio-medical materials and engineering Vol.26 No.1

<P>This paper presents an analog front-end (AFE) IC design for recording biopotential signals. The AFE employs a capacitively coupled instrumentation amplifier to achieve a low-noise and high-common mode rejection ratio (CMRR) system. A ripple reduction loop is proposed to reduce the ripple generated by the up-modulating chopper. The low frequency noise is attenuated by an input AC coupling capacitor, and is attenuated again by a DC servo loop. The proposed AFE features a differential gain of 71 dB, and a CMRR of 89 dB, at 50 Hz. Furthermore, the proposed AFE can robustly acquire biopotential signals even in the presence of an input offset and ripples.</P>

혼합형 정찰 로봇의 Visual Odometry 및 물체 탐지 알고리즘에 대한 연구

임승현(Seunghyun Lim),강연(Yeon Kang),김태환(Taehwan Kim),윤동원(Dongwon Yun) 국방로봇학회 2024 국방로봇학회 논문집 Vol.3 No.2

This study introduces the hybrid throwable reconnaissance robot and explores foundational research on its visual odometry and object detection capabilities. CFH-based hybrid throwable reconnaissance robot combines the advantages of wheeled and spherical robot designs, featuring a CFH structure for improved shock absorption. Given the robots role in collecting critical information in military operations to ensure troop safety and survivability, it is imperative to equip it with technologies for accurate self-positioning and object detection within its environment. Therefore, we developed an embedded system prototype of CFH-based throwable reconnaissance robot to implement on-board visual odometry and object detection. A monocular visual odometry algorithm was implemented on the embedded system prototype, achieving 13-15 frames per seconds (FPS). Using transfer learning, we trained an object detection algorithm on seven classes relevant to the battlefield, applied to the prototype with 15-20 FPS and an average mAP@50 of 0.868. Through these implementations, the study demonstrates the potential of CFH-based throwable reconnaissance robots in enhancing military operations by providing movement estimation and efficient object detection capabilities, thereby contributing to the safety and effectiveness of military personnel in complex operational environments.

컬럼 레벨 싸이클릭 아날로그-디지털 변환기를 사용한 고속 프레임 레이트 씨모스 이미지 센서

임승현(Seunghyun Lim),천지민(Jimin Cheon),이동명(Dongmyung Lee),채영철(Youngcheol Chae),장은수(Eunsoo Chang),한건희(Gunhee Han) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.47 No.1

본 논문에서는 고해상도 및 고속 카메라용 column-wise Cyclic ADC 기반의 이미지 센서를 제안한다. 제안된 센서는 면적 및 전력 소모를 최소화 하기 위해 내부 블록에 사용되는 operational transconductance amplifier (OTA) 및 capacitor를 공유하는 기법을 사용하였다. 제안된 ADC는 QVGA급 화소의 이미지 센서로 프로토타입 칩을 제작하여 검증되었다. 측정결과, 최대 프레임 레이트는 120 fps 이며, 전력소모는 130 ㎽ 이다. 전원 전압은 3.3 V가 공급되었고, 프로토타입은 4.8 ㎜ × 3.5 ㎜의 실리콘 면적을 차지한다. This paper proposes a high-resolution and high-frame rate CMOS image sensor with column-wise cyclic ADC. The proposed ADC uses the sharing techniques of OTAs and capacitors for low-power consumption and small silicon area. The proposed ADC was verified implementing the prototype chip as QVGA image sensor. The measured maximum frame rate is 120 fps, and the power consumption is 130 ㎽. The power supply is 3.3 V, and the die size is 4.8 ㎜ × 3.5 ㎜. The prototype chip was fabricated in a 2-poly 3-metal 0.35-㎛ CMOS process.

X선발생 장비에서 나오는 DAP값과 NDD방법론을 이용한 선량 비교연구

이승현(Seunghyun Lee),임명상(Myeongsang Lim),윤하얀(donghyun Lim),임동현(hayan Yoon),홍준기(jungi Hong),김정욱(Jeonguk Kim),이경호(kyung ho Lee) 대한영상의학기술학회 2014 대한영상의학기술학회 논문지 Vol.2014 No.1

목 적 :  최근 피폭선량에 대한 관심이 증대하면서 환자의 피폭선량을 측정하기 위해 각 장비회사 마다 고유한 선량 프로그램인 DAP(Dose Area Product)meter가 제작 및 제공되고 있으며 이 장비를 통해 환자의 입사표면선량(Entrance Surface Doses:ESD)을 간접적으로 계측할 수 있다. 이외에도 여러 간접적인 접근을 통해 입사표면선량의 계측이 가능한데 이러한 방법은 광자극발광선량계(OSL) 및 Unfors(특징가재)를 이용한 입사표면선량의 직접적인 측정과 비교했을 때 오차가 발 생한다. 따라서 본 연구는 입사표면선량에 대해 간적접인 방식으로 계산되어진 값이 직접 실측된 값에 근접하는 방법을 찾고 이를 통해 환자의 피폭선량을 저감하는 방안을 모색해보고자 한다. 대상 및 방법 : 장비는 인버터 방식의 필립스 디지털DIAGNOST를 사용하였고 Rando Phantom 을 이용하여 흉부, 요추, 골반 세 부위를 측정하였다. 각 부위에 대한 검사조건은 일정하게 하고 필터의 변화에 따라 실험하였다. 먼저 직접적인 방식으로 Rando Phantom에 광자극발광 선량계를 각 검사부위에 3개씩 부착하였고 Unfors 선량계를 각 검사부위에 부착하여 입사표면선량을 직접 측정하였다. 모든 실험은 표준편차를 줄이기 위해 3회 반복진행 하였다. 직접 측정 방식과 같은 검 사 조건을 간접적 방식에 적용시켜 DAP meter를 이용하여 계산된 값과 NDD방법론(Non Dosimeter Dosimetry)중 실험장비에 적합한 Mori법 Switzerland법을 통해 계산된 값으로 입사표 면선량을 구하였다. 5가지의 실험방법을 통해 얻어진 입사표면선량값을 비교분석하였다. 결 과 : 각 검사법에 대한 ESD Value 비교에서 NDD(Switzerland)>OSL>NDD(Mori) >Unfors>DAP 의 순으로 도출이 되었다. 이는 입사표면선량(ESD)을 측정하는 방법에 따라 도출 값의 상이함을 알 수가 있었으나, OSL과 NDD방법론은 BSF를 포함되어 있는 수치임으로 높게 도출 되었다. 그리고 Switzerland법와 Mori법을 비교해봤을 때 Mori법이 조금은 더 높은 정확도로 나타 내었다. 반면 Unfors나 DAP meter를 이용한 ESD계산식을 이용한 값은 단순한 1차선을 계산한 방 법으로 접근하여 다른 방법보다 낮게 도출 되었다. 결 론 : DAP meter를 이용한 ESD계산식을 후방산란계수를 고려하지 않고 계산함으로써 광자극 선량계(OSL)와 오차율 비교 시 입사표면선량 값 중 후방산란계수 값에 대한 범위를 예측할 수 있 었으며, fliter조합별 우위성도 알 수 있었다. 또한, 현재 알려진NDD방법론은 각 나라별 특성 및 체 격조건을 적용한 식으로 한국 선량계산법이 하루빨리 개발되어 이를 적절히 이용한다면 영세한 병 의원의 부담을 줄이며 국민피폭관리가 가능하리라 사료된다. Purpose : In line with the recent growing interest in exposure dose, each medical equipment companies have manufactured and provided own unique dosimetric programs of Dose Area Product (DAP) meters to measure patients’ exposure dose. These devices are able to measure the Entrance Surface Doses (ESD) in directly. Other than this, there are multiple ways to measure the ESD in indirect ways and these methods are prone to an error compared with direct measurement by utilizing the OSL and Unfors. In this recognition, this research seeks to explore ways for indirectly-calculated values to get closer to the actual measurement values in order to find how to reduce a patient’s exposure dose. Materials and Methods : For the purpose of this research, Philips Digital Diagnost has been employed herein and by utilizing Rando Phantom, we measured patients’ chest, lumbar and pelvis. Examination requirements for each part were maintained constantly and the experiment was conducted according to filter changes. First, for a direct method, we attached 3 Optically Stimulated Luminescent Dosimeters on each Rando Phantom examination part and Unfors on each examination part to measure directly the ESD. To reduce the standard deviation for all experiments herein, we repeated the process 3 times. We calculated ESD values by using the value produced through the Mori method and Switzerland method which are more appropriate for the experiment devices herein among the DAP meter-based method. We compared and analyzed ESD values obtained from 5 different experimental methods. Result : We compared ESD values of each examination methods and found the order of NDD(Switzerland)>OSL>NDD(Mori)>Unfors>DAP. This shows the resulted values are different according to ESD measurement methods. As for the OSL and NDD, the values were higher as they included the BSF. Compared with the Switzerland methods, the Mori measurement showed slightly higher accuracy whereas Unfors or DAP memter-based ESD calculation gave lower values than others for they calculated just a simple 1 dimensional line. Conclusion : By operating the DAP meter-based ESD calculation equation without considering the back-scattering factor, we could estimate the range of the back-scattering factor and filter combination-specific predominance among the ESD values during the error rate comparison with the OSL. As the currently-known NDD method used each country-specific characteristics and physical conditions, South Korea’s dosimetric calculation method needs to be improved as soon as possible for more appropriate use of the NDD method. By doing so, we expect smaller hospitals and clinics could reduce their burden further while ensuring nation-wide exposure dose control.

A hybridized graphene carrier highway for enhanced thermoelectric power generation

Hong, Seunghyun,Kim, Eun Sung,Kim, Wonyoung,Jeon, Seong-Jae,Lim, Seong Chu,Kim, Ki Hong,Lee, Hoo-Jeong,Hyun, Seungmin,Kim, Duckjong,Choi, Jae-Young,Lee, Young Hee,Baik, Seunghyun The Royal Society of Chemistry 2012 Physical Chemistry Chemical Physics Vol.14 No.39

<P>The decoupling and enhancement of both Seebeck coefficient and electrical conductivity were achieved by constructing the <I>c</I>-axis preferentially oriented nanoscale Sb<SUB>2</SUB>Te<SUB>3</SUB> film on monolayer graphene. The external graphene layer provided a highway for charge carriers, which were stored in the thicker binary telluride film, due to the extremely high mobility.</P> <P>Graphic Abstract</P><P>The enhancement of both Seebeck coefficient and electrical conductivity was achieved by the <I>c</I>-axis preferentially oriented Sb<SUB>2</SUB>Te<SUB>3</SUB> film on graphene. <IMG SRC='http://pubs.rsc.org/services/images/RSCpubs.ePlatform.Service.FreeContent.ImageService.svc/ImageService/image/GA?id=c2cp42936e'> </P>

다분광 영상 시스템을 이용한 배추의 고온 스트레스 분석

임승현 ( Seunghyun Lim ),정경훈 ( Kyunghoon Chong ),남궁민 ( Min Namgung ),이훈수 ( Hoonsoo Lee ),위승환 ( Seunghwan Wi ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

호냉성 작물인 배추는 지구온난화의 이상 기후로부터 고온 스트레스 피해를 입을 것으로 예상된다. 농작물 품질 저하와 흉작으로 이어지는 고온 스트레스 피해를 조기 진단하기 위해 비파괴적으로 신속 정확하게 환경 스트레스를 분석하는 조기 진단 시스템 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 다분광 영상을 이용하여 배추의 고온 스트레스를 특정하는 조기 진단 시스템을 개발하고자 한다. 실험에서 사용된 배추는 배추의 중점관리 시기인 40일 정식 이후를 기준으로 3단계의 온도 처리를(A: 21/9℃, B: 16/4℃, C: 11/-1℃) 하였다. 이후 다분광 영상으로 462nm부터 870nm 범위까지의 총 38개 분광 밴드를 획득하였으며, 식생지수 3가지(NDVI, Red-Edge Ratio, PRI) 판별 성능과 본 연구에서 개발한 모델의(PLS, LS-SVM) 판별 성능을 다중 비교하였다. 5개의 모델 중 PLS 및 LS-SVM 모델이 -1℃와 9℃의 차이를 잘 설명하는 모델로 확인되었다. 따라서 본 연구의 결과는 다분광 영상이 배추의 고온 스트레스 피해를 조기 진단하는 데 활용될 것으로 판단된다.

이식형 심장 박동 조절 장치용 저 전력 4차 대역통과 Gm-C 필터

임승현(Seunghyun Lim),한건희(Gunhee Han) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.46 No.1

저 전력 소모는 의료용 이식 장치에서 매우 중요한 요소가 된다. 본 논문에 제안된 이식형 심장 박동 조절기의 감지 단에 필요한 저 전력 4차 Gm-C 필터는 다단 증폭 단으로 구현 되었다. 매우 큰 시상수를 구현 하기 위해서 전류 분할 및 플로팅-게이트 기법이 적용된 OTA가 사용되었다. 측정 결과, 필터는 50 ㏈의 SFDR을 가지며, 1.8 μ,W의 전력이 소모 되었다. 전원 전압은 1.5 V가 공급되었고, 코어는 2.4 ㎜ × 1.3 ㎜ 의 실리콘 면적을 차지한다. 제안된 필터는 1-poly 4-metal 0.35-㎛ CMOS 공정에서 제작 되었다. Low power consumption is crucial for medical implantable devices. A low-power 4th-order band-pass Gm-C filter with distributed gain stage for the sensing stage of the implantable cardiac pacemaker is proposed. For the implementation of large-time constants, a floating-gate operational transconductance amplifier with current division is employed. Experimental results for the filter have shown a SFDR of 50 ㏈. The power consumption is below 1.8 ㎼, the power supply is 1.5 V, and the core area is 2.4 ㎜ × 1.3 ㎜. The filter was fabricated in a 1-poly 4-metal 0.35-㎛ CMOS process.

Walnut-like ZnO@Zn₂TiO₄ multicore-shell submicron spheres with a thin carbon layer: Fine synthesis, facile structural control and solar light photocatalytic application

Lim, Hyung-Seok,Lee, JaeSoul,Lee, Seunghyun,Kang, Yong Soo,Sun, Yang-Kook,Suh, Kyung-Do Elsevier 2017 Acta materialia Vol.122 No.-

<P><B>Abstract</B></P> <P>In this study, we propose a fine fabrication method of walnut-like ZnO@Zn<SUB>2</SUB>TiO<SUB>4</SUB> multicore-shell submicron spheres for the solar light-responsive photocatalysis. Poly(methacrylic acid/ethylene glycol dimethacrylate) [poly(MAA/EGDMA)] microspheres were used as sacrificial template to create the hierarchically-structured hybrid metal oxide spheres with a thin carbon layer. Heterogeneous multicore-shell structure like a walnut depends on the monomer ratio of poly(MAA/EGDMA) microspheres. The thin carbon layer formed on the surface of ZnO nano-grains can cause visible light response and effectively impede the recombination of photo-generated electron-hole. When the walnut-like ZnO@Zn<SUB>2</SUB>TiO<SUB>4</SUB> multicore-shell submicron spheres with a thin carbon layer are tested as photocatalysts under solar light, the photodegradation of organic dye of above 93% is exhibited for 1 h due to the multiple light scattering originated from the unique structure and a coexistence of ZnO and Zn<SUB>2</SUB>TIO<SUB>4</SUB>.</P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>