CCD(Charge couple device) 전하결합소자
빛을 전하로 변환시켜 화상을 얻어내는 센서로, 전하결합검출기 ·전하전송소자, 전하제어소자라고도 한다.
광다이오드의 배열로 이루어져 있어 이곳에 빛이 비추어지면 빛의 양에 따라 전자가 발생하고 그 전자가 생성된 량(量)에 따라 화상(이미지)이 생겨난다.
광전효과 : 광전효과는 금속이나 반도체가 빛을 받으면 전자를 내보내는 현상
이 광전효과를 통해서 빛이 CCD에 비춰지면 튀어나오는 전하를 이용해 이미지를 만든다. 주로 디지털카메라같은 촬영장치에 사용된다.
Interline Transfer (IT) (인터라인 트랜스터) CCD
각 셀에 축적된 데이터를 . 이는 셀에 축적된 전기 신호가 vertical shift register(수직시프트 레지스터)를 통해 각 열별로 이동하고 밑에서 horizontal shift register(수평 레지스터)를 통해 행별로 출력된다. 이처럼 수평 및 수직 방향으로 옮겨 데이터를 전송하는 방식이다.
이 때, shielded transfer로 부도체를 사용하여 전자들이 넘어가는 것을 막아준다.
CMOS(Complementary mental oxide semiconductor) _ 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS)
CCD 이미지 센서는 빛에 의한 전자를 그대로 출력하기 때문에 노이즈가 적고 이미지 품질이 우수하다는 특징이 있다. 이에 비해 CMOS는 발생된 전자를 전압으로 바꾸어 출력시키는 방식이다. 온칩(on-chip)화 하여 통합하기 쉽다. 처리 속도가 빠르고 소비 전력이 낮다. 각 픽셀에서 정보를 디지털화 가능하다.
전하 결합 소자(CCD)에 비해 약 10분의 1의 소비 전력, 3.3V 단일 전원, 주변 회로와의 일체화도 가능하다. CCD보다 감도는 떨어지지만 최근에는 화질이 많이 개선되어 휴대 전화는 물론 고해상도 디지털 카메라나 자동차 후방 감시 카메라 등에도 광범위하게 사용되고 있다
비교
| CCD | CMOS | |
| 구조 | 광전환 반도체와 결합 소자로 구성 | 광전환 반도체와 CMOS 스위치로 구성 |
| 원리 | 빛 에너지에 의하여 발생된 전하를 축적한 후 전송 | 빛 에너지에 의하여 발생된 전하를 반도체 스위치로 읽어냄 |
| 장점 | · 화질 우수 · 강도 높음 |
· 회로 직접도가 높아 주변 IC와 원칩화 가능 · 소비 전력 적음(대략 CCD의 1/10) · 가격 저렴 |
| 단점 | · 가격 비쌈 · 주변회로 복잡 · 주변 IC 원칩화 불가능 · 고화소, 고속 구현 어려움 |
· 잡음 많이 발생 · 감도 낮음 · 다이나믹 레인지가 좁음 |
| 응용 | Scientific imaging, machine vision 등과 같이 특수한 분야의 촬상 소자로 주로 사용 | Consumer imaging, automotive imaging, medical imaging 등 대부분의 응용 분야에 널리 사용 |
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