이미지 센서 카메라 렌즈를 통해서 들어온 빛의 명암을 전기 신호로 변환하는 반도체 출처 : 삼성 반도체 뉴스룸
이미지 센서 종류
CCD
CMOS (CIS)
고품질 이미지, 적은 노이즈
CCD에 비해 낮은 이미지 품질 특히 낮은 조도에서 노이즈 더 발생
높은 민감도 : 어두운 조건에서도 고성능, 좋은 색 재현력
CCD에 비해 동작범위가 작음
멈춤 현상 없음, 하지만 캡쳐 시 상대적으로 느린 반응 속도
Rolling Shutter효과 발생 가능성
크기가 크며 제조 과정 복잡해 고가 생산비용 에너지 소모
낮은 전력 소비, 작은 크기, 생산과정 간단 대량생산 경제적
스미어 현상
빠른 동작 속도, 다양한 기능을 칩 내 구현 가능
이미지 센서 응용 분야 스마트폰 태블릿, 항공 우주 및 탐사, 자동차 운송 수단, 의료 이미징, 보안 및 감시, 산업 자동화, 가상 현실 및 증강 현실
이미지 센서 구조 1. Microlens (마이크로 렌즈) - 이미지 센서의 가장 상단부에 위치, 빛의 양을 모으는 역할 - 화면에 들어오는 빛을 이미지 센서로 집중시킴 2. Color Filter (색상 필터) - 이미지 센서 내부에 빛이 통과하는 길에 위치 - R,G,B로 구성되며 RGB 필터 시스템 구현 3. Photo Diode (포토 다이오드) - 빛을 전기 신호로 변환 - 빛의 강도에 따라 생성되는 전기 신호의 크기가 변화해 픽셀의 밝기 정보로 나타냄
전자를 그대로 직접 전송하는 방식 ( 빛 에너지로 발생된 전하를 축적한 후, 전송된 최종단에서 전하가 전기적 신호로 증폭되어 전환)
집적회로의 한 종류 MOSFET 의 PMOS, NMOS 접합 회로 방식으로 구성
구조 : 포토 다이오드, 주식 전송로, 수평 전송로, amp
빛에 의해 발생한 전자를 각 픽셀 내에서 전압으로 변환후 CMOS 스위치를 통해 출력됨
구조) 포토 다이오드, amp, 트랜지스터, 행선택회로, 열선택회로
포토 다이오드로 빛이 입사 --> 전하 발생 생성된 전하들은 수직 전송로를 통해 전송 전송된 전하들은 다시 수평 전송로를 통해 전송 순차적으로 amp에서 증폭 및 출력 이후 ADC를 거쳐 디지털 데이터로 변환
포토 다이오드 위로 빛이 입사 --> 전하 발생 생성된 전하들, 각 픽셀 내부에서 바로 전기 신호로 변환 여러 CMOS 스위치를 통해 출력됨
