CCD, CMOS 이미지의 전기신호 변환과정

전문가 제언

○ CCD와 CMOS 이미지센서는 광 검출방식에 있어서 모두 P-N 포토다이오드를 이용한다. 소자 내에 광이 입사하면 전자의 여기로 인해 정공이 발생하고 이들의 이동으로 인해 광전류가 생성되는데 입사광의 에너지가 최소한계(임계치)를 넘어서지 못하면 감지력이 떨어져 인식을 못하게 된다. 즉, 양자역학적으로 퍼텐셜 장벽을 넘어서지 못하면 감지가 불가능하므로 필수적으로 에너지를 축적하는 과정을 거치게 된다.

○ CCD 센서는 CMOS 센서보다 동일화소급에서 크기가 작고 노이즈가 적으며 이미지 품질이 우수하여 디지털 스틸카메라에 적합하다. 한편, CMOS 센서는 CCD 센서보다 생산단가가 저렴하며 소비전력이 CCD의 1% 정도밖에 안되는 등의 장점으로 인해 휴대폰과 개인휴대단말기(PDA)용으로 적합하며, 추후 CMOS처럼 일반실리콘 공정으로 생산이 가능하고 CCD 이상의 고품질 및 고감도의 이미지센서를 개발하는 것이 목표로 되어있다.

○ CMOS의 고 픽셀, 미세화는 단위 픽셀당 충분한 수광 면적을 확보할 수 없다는 문제와 미세 전류의 증폭을 위해 주변회로가 커지는 이유 등으로 쉽게 단위 픽셀을 줄이기가 어려우므로 제한된 공간 내에서 고 픽셀 구조는 실현하기 어려운 난제 중의 하나이다.

○ 필름은 감광도(ASA 또는 ISO)에 따라서 촬영속도(셔터스피드)를 높일 수 있어서 순간포착을 위한 연속 속사를 무리 없이 진행할 수 있으나 디지털카메라의 이미지센서, 특히 CMOS의 경우 주사선의 행간 축적기간의 시간지연이 있으므로 고 픽셀 구조일수록 지연시간 증가가 커지는 등의 문제점이 있다.

○ 최근, 한국 기술진에서 나노기술을 응용한 고감도 이미지센서를 개발했다는 소식이 있었다. 이를 이용하면 어두운 피사체는 물론, 달빛 아래서도 플래시 없이 촬영이 가능하다고 한다. 이러한 나노기술이 양산화 되면 이미지센서 기술 분야의 획기적인 도약이 이루어질 것으로 사료된다.

저자

Kazuya Yonemoto

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

전기·전자

연도

2005

권(호)

42(2)

잡지명

Semiconductor technique(J609)

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

100~105

분석자

홍*철

분석물

• CCD, CMOS 이미지의 전기신호 변환과정.pdf [251,222 byte]

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