이미지 센서(CCD)에 대해 알아보자

 디지털카메라의 발명으로 우리는 사물의 이미지를 반사된 빛을 감광제인 필름에 저장하지 않고 디지털화된 데이터로 저장합니다. 빛을 인식하여 디지털 신호로 바꿔주는 장치가 이미지 센서이고 대표적으로 카메라에는 CMOS 센서와 CCD 센서가 있습니다. 오늘은 CCD 센서에 대해서 알아보고 CMOS 센서와는 무슨차이가 있는지 알아보겠습니다.

 

 글쓴이가 전자공학을 공부하고 디지털카메라에 취미를 두던 시기는 2004년으로 현재 기술트렌드와 차이는 있을 수 있습니다. 참고하시기 바랍니다.

 

☞ CMOS 센서는 아래 링크를 통해 보시면 되겠습니다.
https://cuplating.tistory.com/40

이미지 센서(CMOS)에 대해 알아보자

 1. 이미지 센서란? 
 

 ; DMOS 글과 같은 내용 이지만 한번 읽어보고 넘어가셌ㅅ브니다.

 디지털 카메라와 사물을 이미징 하는 데 사용하는 센서를 Image Sensor라고 합니다. 현재 널리 사용되고 있는 이미지 센서는 CCD와 CMOS 센서가 있습니다.

 

 사물에서 반사된 빛이 이미지 센서의 광다이오드에 닿으면 "빛"이 전기 신호로 변환되어 직렬 시프트 레지스터, 캐패시터 및 앰프 등 여러 내부 장치에 차례로 전달됩니다. 마지막으로 아날로그-디지털 변환이 이루어집니다. 그러면 전압 신호가 처리 및 저장할 수 있는 이진수(0과 1) 값으로 변환됩니다.

 

이미지 센서의 원리

 

 

2. CCD 이미지 센서란?
 CCD는 Charge-Coupled Device의 약자로 전하 결합 디바이스가 되겠습니다. (여기서 전하는 신호를 전달는 전기? 쯤으로 쉽게 생각하세요) CCD 센서를 이해하려면 먼저 MOS 반도체를 이해해야 합니다만 MOS 반도체를 몰라도 쉽게 설명해 보겠습니다. 궁금하신 내용을 댓글로 질문해 주세요.

 

빛(색)은 고유의 파장과 에너지(파장, 에너지 오늘은 같다고 생각하세요)가 있습니다. 빛이 사물에 흡수되고 반사되는 파장이 색이 됩니다. 센서에 빛(광자)이 닿으면 빛의 파장에 따라 생성되는 전하의 양을 다릅니다. 이 다른 저하의 양 이용하여 색을 구별하게 됩니다. 

 

 이러한 센서를 하나를 픽셀이라고 하고 이러한 픽셀을 엄청 많이 묶으면 하나의 이미지 센서가 됩니다. 

 

1개의 픽셀 동작원리

 쉽게 어릴 때 오락실 앞에 있는 펀칭 게임기를 생각하면 되겠습니다. 각 셀은 펀치의 강도를 측정하는 펀칭기(오락기)이고 펀칭기를 가격하는 주먹의 힘이 빛이 입니다. 그리고 펀치의 점수(주먹의 힘)는 전하의 양입니다. Pixel 많큼 많은 펀칭기가 주먹의 힘을 받아 점수를 나타내고 이점수를 고유의 색으로 표현하면 우리는 이미지 센서를 만들 수 있습니다.   

CCD는 쉽게 이해 해보자

3. CCD 와 CMOS 차이
 목적은 빛을 전기적 신호로 바꿔주는 장치로 같습니다. 다만 빛을 어떻게 인식하느냐라는 원리의 차이가 있습니다. 다음에 추가해서 적도록 하겠습니다.

 

4. 그외 이미지? 빛 센서

 

• Cd-s 센서 : 황화카드늄 센서로 빛 밝기에 따라 저항이 변화하는 센서 입니다.