이미지 센서란 무엇인가? 들은 적이 있지만, 어떤 것인지 모르는 그런 사람을 위한 페이지가 됩니다.
우선은 이미지 센서란 무엇인가에 대해 설명하겠습니다! 이미지 센서는 알고 있지만, 화소 등에 대해 알고 싶다고 하는 분은, 화소 구조등의 설명도 하고 있으므로 그쪽을 봐 주세요.
이미지 센서에 대해 전혀 모르는 분은 이 사이트를 통해 흥미를 가져 주셨으면 합니다.
이미지 센서란?
이미지 센서는 여러분의 가까이의 모든 곳에서 사용되고 있습니다. 예를 들어 가장 친밀한 것으로 말하면 스마트 폰이나 디지털 카메라 네요. 카메라에 이용되고 있는 센서로, 바로 빛을 감지해 화상화하는 센서를 이미지 센서라고 합니다.
카메라라고 하는 것에는, 기본적으로 이미지 센서가 사용되고 있습니다. 카메라 중에서도 이미지 센서는 화질에 관련된 가장 중요한 부품이라고 해도 좋을 것입니다. 화소수가 낮고, 감도도 나쁜 이미지 센서를 사용한 카메라는, 화질이 나쁜 카메라가 되어 버립니다. 반대로 좋은 이미지 센서를 사용하면 화질이 좋은 카메라를 만들 수 있습니다. 물론 이미지 센서만으로 모든 것이 정해지는 것은 아니지만, 이미지 센서의 좋고 나쁜 화질이 크게 변화할수록 카메라에 있어서 중요한 부품이 됩니다.
최근에는 여러분 인스타그램 등의 SNS에 사진을 올리고 있다고 생각합니다. 소문에 따르면 1년에 219억장의 사진이 업로드되고 있는 것 같아요. . 이 사진들도 대부분이 이미지 센서에 의해 촬영된 이미지입니다!
이렇게 사진이나 동영상을 가까이에 취급할 수 있게 된 것도, 이미지 센서의 발전이 있는 덕분이군요. 최근의 스마트폰은 2안, 3안 카메라가 당연한 세계가 되고 있습니다. 게다가, 촬영한 화상을 보면 매우 예뻐요. 옛날의 가라케에서 찍은 사진을 생각해 봐도, 최근의 이미지 센서의 고성능화를 느낄 수 있다고 생각합니다.
덧붙여서, 지금까지 이미지 센서는 카메라로 사진이나 동영상을 찍는데 사용된다고 합니다만 그 밖에도 용도는 있습니다. 디지털 카메라, 스마트폰 등의 일반 용도 이외는 차량용 카메라, 의료용 카메라 공장용 카메라 등 모든 분야에서 사용되고 있습니다.
CCD & CMOS 이미지 센서의 기본 메커니즘
우선 이미지 센서에는 CCD 이미지 센서와 CMOS 이미지 센서라고 하는 것이 있습니다. 다음은 CCD와 CMOS 이미지 센서의 구조에 대해 설명합니다.
- CCD 이미지 센서의 구조
CCD는 Charge Coupled Device의 약자입니다. CCD 이미지 센서는 포토다이오드와 전기 전송용 수직 전송 CCD가 늘어서 있는 구조로 되어 있습니다. 포토다이오드에서 광전 변환된 전하가 수직 전송용 CCD에서 양동이 릴레이처럼 전송되고 수평 전송 CCD로 전송됩니다. 수평 전송 CCD로 전송된 전하가 마지막 앰프에서 전압으로 변환되어 출력됩니다. CCD 이미지 센서는 CMOS 프로세스와 달리 CCD 이미지 센서 제조는 복잡해지고 있습니다. 그 때문에, 제조할 수 있는 기업은 적게 제조 자체도 CMOS 이미지 센서와 비교하면 고가가 됩니다. 또한 CMOS 이미지 센서에 비해 소비 전력이 큰 등의 특징이 있습니다. 현재야말로 CMOS 이미지 센서가 주류입니다만, 옛날에는 노이즈의 적음으로부터 CCD가 주류가 되고 있었습니다.
- CMOS 이미지 센서 정보
CMOS는 Complementary Metal-Oxide Semiconductor의 약자로 일본어로 번역하면 상보형 금속 산화물 반도체가 됩니다. CMOS 이미지 센서의 큰 특징으로는 CMOS LSI 제조 프로세스를 사용하기 때문에 이미지 센서에 필요한 신호 처리 회로 등과 동일한 칩으로 제조 가능합니다. 또한 일반적인 CMOS 공정을 이용한 제조로 고기능 및 소형 대량 생산이 가능합니다.
- CMOS 이미지 센서의 구조
일반적인 CMOS 이미지 센서의 구조를 설명합니다. 일반적으로 CMOS 이미지 센서는 포토다이오드, 픽셀 회로, 노이즈 제거 회로, AD 변환기, 수평 주사 회로, 수직 주사 회로로 구성됩니다. 화소에 들어간 빛이 화소 내에서 광전 변환에 의해 신호를 취득, 판독이 행해집니다. 그 후, 신호에 포함된 노이즈를 노이즈 제거 회로로 제거하고, AD 변환기로 노이즈가 적은 신호를 디지털값으로 변환합니다. 이 흐름을 모든 화소에서 행하는 것으로, 화소 어레이 전체에서 화소치를 취득할 수 있습니다. 또한 CMOS 이미지 센서는 주소 방식으로 픽셀을 선택하기 때문에 읽기의 자유도가 높다는 특징이 있습니다.
정리
그러면 정리로 기사의 술을 할게요.
Q. 이미지 센서란?
A. 카메라에 사용되는 센서. 빛을 전기 신호로 변환하여 이미지로 만드는 센서입니다.
Q.CCD와 CMOS 이미지 센서의 장점, 단점은?
A.CCD 이미지 센서
◆메리트
고양자 효율, 암전류가 적다.
◆ 단점
“시스템 온칩을 할 수 없다.”
CMOS 이미지 센서
◆메리트
시스템 온칩이 가능하다. 고 FPS, HDR이 가능.
◆ 단점
암전류 등의 노이즈가 많다.
CMOS 이미지 센서는 현재도 점점 진화하고 있습니다. 지금까지는 디지털 카메라, 모바일용 이미지 센서의 개발이 크게 이루어지고 있었지만, 향후는 자동 운전 차량용 등 사람이 보는 화상 용도로부터, 기계가 인식하는 용도로 변화해 갈 것으로 생각됩니다 . 앞으로 어떻게 이미지 센서가 진화해 나갈지 기대하면서 지켜보자!
본 사이트에서는, 이미지 센서의 트랜드를 게재하면서 이미지 센서의 기초 정보에 대해서도 게재할 수 있으면 좋겠습니다.
여러분, 앞으로도 당 사이트(이미지 센서 정보)를 잘 부탁드립니다.
또, 북마크 해 주실 수 있으면 다행입니다.
화소 구조에 관한 기사도 쓰고 있으므로 그쪽도 체크 부탁드립니다. ↓
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