이미지 센서의 기초 지식

전문가 제언

□ CCD는 1870년대 미국의 Bell연구소에서 지연소자로 발명되었다. 이는 아날로그 전기신호를 일정 시간마다에 전하량(전자의 수)으로 변환하고, 이것을 하나의 단위로 CCD의 각 셀에 넣어 운반한다는 것에서부터 Charge Coupled Device라는 이름이 붙여지게 되었다. 그런데 CMOS(Complimentary Metal-Oxide Semiconductors)는 반도체 구조 또는 제조 프로세스의 이름으로서 정확하게는 CMOS 프로세스+α이지만 CCD 이미지 센서보다 적은 공정으로 센서를 구축할 수 있다.

□ CMOS 이미지 센서는 칩 내에 CMOS 프로세스의 트랜지스터 등을 집적할 수 있어 구동회로와 화상 신호 처리회로 등의 주변 회로를 구성할 수 있는 것이 특징이다. CMOS 이미지 센서의 구동회로를 CMOS 로직회로로 실현하면 구동회로를 내장할 수 있음으로써 외부로부터는 단일 클록 입력으로 센서를 구동할 수 있다. 또한, CMOS 이미지 센서는 온칩으로 A-D 변환을 하여 디지털신호를 출력할 수 있다.

□ CCD와 CMOS 이미지 센서를 구조면에서 고찰할 때 원칙적으로는 양 센서가 다같이 포토다이오드(PD)에서 광 에너지가 전하(電荷)로 변환되고, 전하를 전압으로 변환하는 플로팅 디퓨전(FD) 앰프를 거쳐 출력된다. 그런데 양 센서는 다같이 광을 전하로 변환하는 것이 PD라 해도 그 차이는 FD 앰프가 어디에 설치되어 있는가 하는 것에 따른다.

□ CCD와 CMOS 이미지 센서를 특성이나 화질면에서 고찰하면 CMOS 이미지 센서의 랜덤 노이즈가 많은데 그 이유는 1화소 내의 구조가 복잡하여 충분한 PD의 면적을 확보할 수 없기 때문이다. 또한 CMOS 이미지 센서에서는 세로 줄기의 고정 패턴 노이즈(FPN)를 지적하고 있는데, 이는 인간의 눈이 시각적으로 움직이는 노이즈에 대하여 시간 적분효과가 있으므로 이동하지 않고 고정된 FPN이 두드러지게 눈에 띄기 때문일 것이다.

저자

Yoshinori Takizawa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

전기·전자

연도

2005

권(호)

42(2)

잡지명

Semiconductor technique(J609)

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

116~122

분석자

이*요

분석물

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