이미지 센서에 대해서(hwp)

소개글

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목차

1. 이미지 센서의 정의
2. 이미지 센서 개발 역사
3. 이미지 센서의 종류
4. 전송 방법에 따른 분류
5. 노출 방법에 따른 분류
6. CCD와 CMOS 이미지센서 비교 분석

본문내용

메라 등에 사용된다. 반면, CMOS는 CCD와는 다르게 선명도가 낮으며 크기도 작고 전력 소모량이 낮다. CMOS는 비교적 단순한 제조 공정으로 양산되기 때문에 원가가 상대적으로 저렴해 가격 도한 높지 않은 편이다. CMOS는 크기가 작으며 주로 휴대폰 카메라에 사용된다.
4. 전송 방법에 따른 분류
이미지 센서는 전송 방법에 따라 Interline transfer 방식과 Frame transfer 방식 그리고 Multiple output 방식으로 구분된다.
먼저, Interline transfer 방식은 대부분 아날로그 CCD 카메라에서 사용하는 방식으로 각 셀에 축적된 데이터를 수평 및 수직 방향으로 옮겨 데이터를 전송하는 방식을 이용한다. 이 방식에서는 셀에 축적된 값이 vertical shift register를 통해 데이터를 각 열 별로 이동시키며 horizontal shift register를 통해 행 별로 출력한다. 이때 모든 CCD의 Cell들이 빛을 전기로 바꾸는 과정에 참여하는 것은 아니며 신호의 전송을 담당하는 전송용 CCD Cell들은 광전 변호나 CCD Cell들 사이에 위치한다. Interline transfer 방식에서 CCD는 크게 수직전송 CCD와 수평전송 CCD 그리고 FDA부로 구분된다.
수직전송 CCD는 광전 변환부의 전하를 받아들여 저장하는 장소이며 수평전송 CCD는 수평주사주파수 기간마다 수직전송 CCD에서 화소 1렬분의 전하군을 전송받는다. FDA부는 신호검출증폭회로로 여기서 광전 변환부는 Photodiode에서 입사광을 전하로 변환시키는 역할을 담당한다. Interline transfer 방식은 크게 1행 읽어내기 방식(Frame 축적 방식)과 2행 읽어내기 방식(Field 축적 방식)으로 구분된다. 먼저, 1행
읽어내기 방식은 2:1의 비율로 Interlace 취득방식, 즉, 1행 걸러 화소 신호를 획득하는 방식으로 이루어지는 것이다. 다음으로 2행 읽어내기 방식은 Field 축적 방식으로도 불리며 이는 하나의 Field 화면 취득 시 전 화소의 축적 정보를 전부 읽어내는 식으로 진행된다. 화소의 노광 시간은 1-Field기간에 달하며 2행 화소의 전하량이 합해 수직전용 CCD의 1 Cell로 전송된다. 화소 모양은 세로로 길면서 홀수-짝수 Field간 반쪽이 서로 겹쳐진 상태로 이는 세로 방향의 해상도면에서 문제소지를 유발할 수 있다.
두 번째 방법은 Frame transfer 방식이다. 이는 주로 디지털 방식의 카메라에 많이 쓰이는 방식으로 interline transfer 방식에 비해 더욱 좋은 감도의 영상을 획득할 수 있으며 노출하는 셀과 저장 및 전송하는 셀이 별개로 존재하는 관계로 효과적인 빛의 노출, 통제가 가능하다.
세 번째 방법은 Multiple output 방식으로 이 방식에서는 고속 카메라의 요구에 따라 한 프레임을 여러 개로 나누어 동시에 이미지를 전송한다. 이러한 방식을 통해 이미지를 전송할 때 프레임 전송 속도가 증가하며 한 프레임을 수직 또는 수정방향으로 pixel by pixel 혹은 프레임 전체를 1/n으로 영역을 분할할 때 출력 채널수의 n배 만큼의 고속 프레임 전송 속도를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
5. 노출 방법에 따른 분류
이미지 센서는 노출 방법에 따라 Frame intergration interlaced 방식과 Progressive scan 방식으로 구분할 수 있다. 먼저, Frame integration interlaced 방식에서는 XC-003, 7500과 같은 특정 카메라에서는 연이어 두 필드를 노출시키는 방식을 취하고 있으며 한 프레임을 전송하는 모드를 제공한다. 또한 TV화면과 같은 물체를 검사할 때 유용하게 이용된다. 다음으로 Progressive scan방법에서는 Interlaced 방식을 채택하고 있으며 이 방식에서는 각 라인의 노출시간이 다르므로 고속 물체 촬영 시 깨끗한 영상의 획득이 불가하다는 단점이 존재한다. 하지만, 고속 어플리케이션에 많이 사용되는 카메라는 progressive scan을 지원한다. Progressive scan방식에서는 필드 단위가 아닌 프레임 단위로 순차적으로 영상을 노출하며 라인 간 노출차이가 거의 없다는 특징을 지닌다. 또한 카메라에 따라 프레임을 각 필드별로 분리하여 두 개의 출력을 내기 때문에 초당 60필드 및 60프레임의 고속 출력을 얻을 수 있다는 특징이 있다.
6. CCD와 CMOS 이미지센서 비교 분석

키워드

이미지 센서,   CCD,   CMOS,   삼성전자,   SK하이닉스,   전하 결합 소자,   픽셀과 화소,   Interline transfer,   Frame transfer 방식