CCD의 저잡음 구동방법

전문가 제언

○ 종래의 필름 사진에서는 어두운 곳에서의 촬영을 위하여 고감도 필름을 사용하거나 고감도 현상을 하면 입자가 거칠고 굵게 나타났다. 디지털 시대인 오늘날에도 입사된 광자로 인해 발생한 전하가 전압으로 변환될 때 각 화소마다 피할 수 없는 리셋 노이즈가 발생하고, 촬상 소자의 감도를 올리면 디지털 노이즈도 증폭되어 나타난다.

○ 사진이 디지털 화 되면서 초기에 문제로 지적되었던 여러 가지가 점차 해결되고 있지만 오늘날까지 완전히 해결되지 못한 것이 곧 노이즈이다. 즉, 어두운 곳에서 사진을 촬영할 때 감도를 올려야 하지만 고감도에서는 반드시 나타나는 노이즈가 있게 된다. 이러한 고감도 노이즈는 오늘날에도 디지털 사진에서 큰 문제점으로 지적되고 있다.

○ 동일 면적의 촬상 소자에서 화소 수가 많아지면 각 화소에 따른 리셋 노이즈가 증가하는 반면, 입사된 광자의 수는 제한적이므로 상대적으로 전체 노이즈가 증가한다. 오늘날 촬상 소자의 픽셀 수는 크롭 화각에서 1800만 화소, 풀 프레임 화각에서는 2600만 화소를 능가한다. 하지만 고 화소에 따른 노이즈는 여전히 문제점으로 지적되고 있다.

○ 본고에서는 CCD(Charge Coupled Device) 촬상 소자의 노이즈를 저감시키기 위한 방법으로 콤퍼레이터와 리셋 펄스의 제어 게이트를 추가하는 정도의 간단한 회로 변경으로 화소의 노이즈를 대폭적으로 개선한 내용을 다루었다. CCD 촬상 소자는 고화질이 요구되는 특수 분야에서 여전히 사용되고 있으며, 어두운 곳에서의 노이즈는 피할 수 없었으나 이번의 개선 노력으로 이 문제가 해결될 전망이다.

○ 애플의 아이폰이나 삼성의 갤럭시 S와 같은 스마트 폰으로도 고화질의 영상을 촬영할 수 있게 되었다. 작은 촬상 소자가 갖는 문제점들이 하나하나 해결되면서 이제는 휴대폰용 카메라로도 충분한 영상 기록물을 만들 수 있게 되었다. 앞으로 영상 기술의 더욱 큰 발전이 기대된다.

저자

Naoki Ozawa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정보통신

연도

2010

권(호)

64(3)

잡지명

映像情報メディア 學會誌

과학기술
표준분류

정보통신

페이지

353~357

분석자

홍*철

분석물

• CCD의 저잡음 구동방법.pdf [355,851 byte]

이미지변환중입니다.