이미지센서 정리 - CMOS 이미지센서(CIS)와 CCD 이미지센서

안녕하세요

오늘은 디지털카메라에서 여러 반도체 기술이 필요하지만

그 중 가장 중요한 역할을 하는 이미지 센서들에 대해서 정리해보겠습니다.

이미지센서란?

이미지센서는 광자를 전자로 전환하여 디스플레이로 표시하거나 저장장치에 저장할 수 있게 하는 반도체로서

카메라 렌즈를 통해 들어오는 빛(영상 정보)을 전기적 디지털 신호로 변환해주는 역할을 하는 센서를 말합니다.

위 그림에서 보시다시피 렌즈를 통해 빛을 전기적인 영상 신호로 바꿔주는 이미지센서(CIS), 이미지 신호를 처리하는 이미지 신호처리장치인 ISP 그리고 데이터 처리속도를 빠르게 해주는 DRAM, 사진파일을 저장할 수 있는 NAND 플래시 등 많은 반도체가 카메라에서 중요한 역할들을 하고 있습니다.

오늘 그래서 카메라에 중요한 역할을 하는 이미지센서에 대해서 알아볼건데

이미지센서는 대표적으로 응용방식과 제조공정에 따라서 CMOS 이미지센서와 CCD 이미지센서로 나눌 수 있습니다.

 

CMOS 이미지센서란? (CIS, Complementary Metal Oxide Semiconductor)

1. 빛을 디지털 이미지로 만드는 카메라의 필름 역할

2. 빛에너지를 전기적 에너지로 변환해 피사체 정보를 읽는다

3. 전기적인 영상신호로 변환해주는 장치

4. 신호를 전압형태로 변환해 전송하는 방식

 

CMOS 이미지센서는 일반 반도체 공정인 CMOS 공정을 사용하기 때문에 가격 경쟁력이 있고

이미지센서와 주변 회로를 원칩화할 수 있어서 소형화가 가능하고 관리가 용이하다는 장점이 있습니다.

또한 집적도가 높고 전력 소비량이 적어 배터리 수명이 중요한 전자기기들에 많이 이용되고 있습니다.

특히 휴대폰에 주로 사용되는 센서입니다.

또한 CMOS는 CCD에 비해 능동적이어서 각 화소에 있는 트랜지스터를 통해 전하를 읽어 드입니다.

 

출처 : 삼성반도체이야기

 

 

CCD 이미지센서란? (Charge Coupled Device)

1. 전자형태의 신호를 직접 전송하는 방식

2. 아날로그 제조 공정이 사용되는 센서

3. 주로 디지털카메라에 이용

 

CCD이미지센서는 더 자세하게 말하면

광량(Photon)에 의한 각 셀 내의 자유 전하량의 변화를 전기적 신호로 변환하는 구조를 가집니다.

CCD 센서는 실제 광량에 의해 전하가 축적되는 Photo effective 영역 및 축전된 전하를 차례대로

전송하는 통로역할을 하는 Shift Register로 크게 구분되는게

각 셀이 어떠한 Array로 배치되어 영상을 생성하느냐에 따라 Area scan, line scan, TDL line scan 등으로 나누어집니다.

그 중 Area scan 방식의 센서는 우리가 흔히 알고 있는 가장 일반적인 CCD 카메라에 사용되는 센서입니다.

대표적으로 CCD 이미지센서는 CMOS 이미지센서에 비하여 저전력공정이기 때문에 소비전력이 좋고 노이즈가 적은 장점이 있습니다.

 

 

 

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