광원에 대해

목차

◉ 광 원 (光源)
1.자연광원
2.인공광원
◉광검출기 - 일정한 파장을 가지는 광원을 검출
광검출기의 예
1.이동식카메라
2.여러가지 파장영역을 디텍트할수 있는 반도체 소자
3.디지털카메라
4.광디스크
5.스캐너
6.LCD프로젝터
7.Light Pen
8.OHP


CCD란
▶CCD는
▶작동원리
▶CCD는 인간의 눈 안에 있는 망막과 같은 구조와 움직임을 갖는다.

본문내용

가 문을 열 때까지 기다릴 필요가 없이 곧바로 그 영상을 볼 수 있다. 물론, 마음에 안 들면 저장을 시키지 않으면 된다. 또한 여러 소프트웨어를 이용하여 영상처리를 할 수 있다.
스캐너나 디지털카메라에서 살펴보면 정지화상을 디지털 신호로 필름이 아닌 CCD라는 반도체가 있어 빛에 반응하여 사진을 저장하게 된다.
렌즈를 통하여 찍힌 피사체는 전기적 신호로 변환하여 CCD(Charged coupled device)가 전환을 시키고 전기적 신호는 A/D컨버터를 통하여 디지털 신호로 전환된후, 보정과 압축과정을 거쳐 내장된 메모리에 저장한다.
이렇게 저장된 정보는 각종 인터페이스를 이용하여 PC에 전송되고 하나의 디지털 이미지가 만들어진다.
모든 디지털 카메라는 어떠한 방식이든지 필름대신 CCD(Charged coupled device) 라는 센서를 이용한다.
필름카메라는 촬영후 필름을 현상하고 인화하는 과정을 거쳐서 사진으로 볼 수 있지만, 디지털 카메라는 컴퓨터에서 사용하는 사진파일의 형식으로 사진이 저장되어 컴퓨터의 모니터로 이미지를 볼 수 있다.
▶CCD는 인간의 눈 안에 있는 망막과 같은 구조와 움직임을 갖는다.
일단 CCD를 알기에 앞서 비디오카메라가 어떻게 해서 그림을 포착할 수 있는지, 그 구조를 이해할 필요가 있다. 비디오카메라나 일반적인 정사진카메라나 그 메커니즘을 설명하려 할 때에는 대개 인간이 물체를 볼 때의 구조를 예로 드는 경우가 많은데, 이는 렌즈를 통해 들어온 영상을 비디오테잎 상에 기록하기까지의 과정이 그와 상당히 유사한 부분이 많기 때문이다.
먼저 눈에 들어온 풍경과 물체의 빛은 수정체에 의해 모아져 망막 위에 상을 만든다. 그리고, 이어서 망막에 있는 시세포라고 불리우는 장소에서 그 상을 자극으로서 받아들이게 되는데, 이 자극은 시신경이라는 케이블을 타고 뇌에 다다르게 되어 시각계라 불리우는 부분에서 해석되는 것이다
이러한 매카니즘을 통해서 인간은 영상을 <본다>라고 감지하게 되는 것인데 즉, 다시말하면
1. 빛을 모아서 상을 만든다.(수정체)
2. 그 상을 망막이라는 부분에서 자극으로 캣취한다.
3. 자극은 뇌에 전달되어 자세하게 조사를 받게 된다.
이 세 과정의 STEP이 비디오카메라 안에서도 똑같이 이루어진다. 다시말하면 수정체는 렌즈, 시각계는 화상처리회로, 그리고 망막이 바로 CCD의 역할을 하고 있다는 것이다. 그리고 이 CCD가 또한 인간의 망막과 상당히 닮은 구조를 갖고 있다.
인간의 망막에는 빛을 자극으로 변환해주는 시세포라고 불리우는 작은 물체가 모여있는데, 이것과 똑같이 CCD라고 불리우는 부분에도 <화소>라고 하는 극히 작은 점들이 있어, 이것이 바둑판의 눈금과 같이 빽빽하고 촘촘하게 정렬되어 있다.
이곳에서는 렌즈를 통해서 들어온 빛을 세밀하게 분석해서 전기신호로 변환해 내보내는 기능을 하는데, 렌즈를 통해 들어온 영상은 이 작은 화소 한 개 한 개에 의해 아래의 그림과 같이 분해되는 것이다.
위의 그림에서 보는 것과 같이 CCD의 확대도는 TV에서 보는 모자이크와 같은 형상인데, 이러한 하나하나의 화소가 색의 차이를 나타내게 되는 것이다. 그리고 이 그림을 보아도 알 수 있듯이 화소가 많이 있어 그 세밀함이 더 할수록 화상은 섬세하게 되어 자연스럽게 보일 수 있게 되는 것이다. 즉, 점점 확대해 나가도 칼라풀한 바둑판이나 모자이크와 같이 그림이 투박해지지 않고, 세밀하고 촘촘한 윤기있는 그림으로 보이게 된다는 것이며, 그리고 이에 따라 점점 더 우수한 CCD가 필요하게 되는 것이다.
이와같이 아름다운 영상을 테잎에 기록하기 위해서 이 CCD는 화상을 잘게 분해해서 인식시키는 중요한 기능을 갖고 있는 것이다.
CCD의 화소수와 크기는 카메라나 스캐너의 가격을 결정하는데 가장 중요한 요소 중 하나라고 할 수 있겠습니다. CCD가 크면 그만큼 받아들일 수 있는 광량과 정보가 많아지지만 그만큼 가격이 상승하기 때문에 좁은 공간에 최대한의 화소를 집적 시키기 위해 많은 시간과 노력이 투자되고 있다.
그림에서 보이는 것처럼 일반 334만 화소급 CCD가 5.52mm x 4.14mm인 것에 반해 니콘 D1의 CCD는 23.7 x 15.6mm 엄청나게 크다는 것을 알 수 있습니다. 같은 공간에서 화소수가 적으면 그 만큼 하나의 픽셀이 받아들일 수 있는 광량이 늘어나기 때문에 저 광량시에도 선명한 이미지를 만들 수 있는 것입니다. 그런 이유에서 260만 화소인 니콘 D1이 334만 화소급 카메라들 보다 훨씬 비싸다.

키워드

광원,   반도체 공학,   광전자,   전자공학