전통문화대전망 - 전통 미덕 - 카메라 센서는 무슨 뜻인가요?
카메라 센서는 무슨 뜻인가요?
감광성 소자의 작동 원리
전하 커플러 (CCD) 는 고감도의 반도체 재질로 만든 전하 커플러의 이미지 센서입니다. 빛을 전하로 변환하고, 전하를 모듈러 변환 칩을 통해 디지털 신호로 변환할 수 있다. 압축된 디지털 신호는 카메라의 플래시 또는 내장 하드 디스크 카드에 의해 저장되므로 데이터를 컴퓨터로 쉽게 전송하고 컴퓨터 처리 수단의 도움을 받아 필요에 따라 이미지를 수정할 수 있습니다. CCD 는 많은 감광 장치로 이루어져 있으며, 보통 백만 픽셀 단위로 되어 있습니다. CCD 표면이 빛을 비추면 각 감광 장치가 모듈의 전하를 반사하고 모든 감광 장치가 생성하는 신호가 겹쳐 완전한 화면을 형성합니다.
CCD 는 기존 필름보다 사람의 눈의 작동 방식에 더 가깝습니다. 사람의 눈의 망막은 광도 인식을 담당하는 시봉 세포와 색상 인식을 담당하는 시콘 세포로 이루어져 있어 함께 작용하여 시각적 인식을 형성한다. 35 년의 발전을 거쳐 CCD 의 대략적인 모양과 작업 방식이 이미 정형화되었다. CCD 의 구성은 주로 모자이크 모양의 그리드, 콘덴서 렌즈 및 하단의 전자 회로 매트릭스로 구성됩니다. 현재 CCD 를 생산할 수 있는 회사는 소니, 필립스, 코닥, 파나소닉, 후지, 샤프입니다. 대부분 일본 제조업체입니다.
상보금속 산화물 반도체 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 는 CCD 와 마찬가지로 디지털 카메라의 조명 변화를 기록하는 반도체입니다. CMOS 의 제조 기술은 일반 컴퓨터 칩과 다르지 않습니다. 주로 실리콘과 게르마늄으로 만든 반도체로, CMOS 에 N (전기) 과 P (전기+전기) 급 반도체를 저장합니다. 이 두 가지 보완 효과로 인한 전류는 칩으로 기록되고 이미지로 해석될 수 있습니다. 그러나 CMOS 의 단점은 노이즈가 너무 발생하기 쉽다는 점이다. 이는 초기 디자인으로 인해 CMOS 가 급변하는 이미지를 처리할 때 과열되기 때문이다. 전류가 너무 자주 변하기 때문이다.
두 가지 감광성 요소의 차이점
CCD 의 장점은 이미징 품질이 좋다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 제조 공정이 복잡하기 때문에 소수의 제조업체만이 장악할 수 있기 때문에 제조 비용이 높고, 특히 대형 CCD 는 매우 비싸다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 제조, 제조, 제조, 제조, 제조, 제조, 제조, 제조) 한편 최근 몇 년 동안 CCD 는 30 만 픽셀에서 현재 600 만 픽셀로 발전해 픽셀 상승이 한계에 이르렀다.
같은 해상도에서 CMOS 는 CCD 보다 저렴하지만 CMOS 장치는 CD 보다 이미지 품질이 낮습니다. 지금까지 시중에 나와 있는 소비자급과 고급형 디지털카메라는 대부분 CCD 를 센서로 사용했습니다. CMOS 센서는 일부 카메라에서 로우엔드 제품으로 사용됩니다. CCD 센서를 사용하는 카메라를 생산한 카메라 제조업체가 있다면, 제조사들은 판매점으로' 디지털카메라' 라고 불리기도 한다. 한동안 CCD 센서가 디지털 카메라의 등급을 판단하는 기준 중 하나가 되었다.
CMOS 이미지 센서의 장점 중 하나는 전력 소비량이 CCD 보다 낮다는 것입니다. CCD 는 뛰어난 이미지 품질을 제공하기 위해 더 높은 전력 소비량을 지불했습니다. 전하 전송을 원활히 하고 소음을 줄이기 위해서는 고압차를 통해 전송 효과를 높여야 한다. CMOS 이미지 센서는 각 픽셀의 전하를 전압으로 변환하여 확대한 후 읽을 수 있으며 3.3V 전원으로 구동할 수 있어 CCD 보다 전력 소비량이 적습니다. CMOS 이미지 센서의 또 다른 장점은 주변 회로와의 고도의 통합으로 ADC 와 신호 프로세서를 통합하여 크기를 크게 줄일 수 있다는 것입니다. 예를 들어 CMOS 이미지 센서에는 하나의 전원 공급 장치만 필요하고 CCD 에는 3 ~ 4 세트의 전원 공급 장치가 필요합니다. ADC 및 신호 프로세서의 공정이 CCD 와 다르기 때문에 CCD 키트의 크기를 줄이기가 어렵습니다. 그러나 현재 CMOS 이미지 센서의 가장 큰 문제는 소음을 줄이는 것이다. CMOS 이미지 센서가 미래에 CCD 에 의해 오랫동안 억압된 운명을 바꿀 수 있을지는 중요한 관건이다.
감광성 요소에 영향을 미치는 요인
디지털 카메라의 경우 이미지 센서 이미징에는 두 가지 주요 요소가 있습니다. 하나는 센서의 영역입니다. 두 번째는 감광 소자의 색 농도입니다.
감광 요소 영역이 클수록 이미지가 커집니다. 동등한 조건에서 더 많은 이미지 세부 사항을 기록할 수 있고 픽셀 간의 간섭도 적고 이미지 품질이 더 좋습니다. 하지만 디지털카메라가 패션화 소형화 방향으로 발전함에 따라 감광 부품의 면적은 점점 작아질 수밖에 없다.
감광 소자는 면적 외에도 색 농도, 즉 색 비트, 즉 삼원색을 기록하는 데 사용되는 이진수의 수를 나타내는 중요한 지표가 있습니다. 프로페셔널 디지털카메라가 아닌 감광 컴포넌트는 보통 24 비트, 고급점 샘플링은 30 비트이지만 녹화할 때는 24 비트입니다. 전문 디지털카메라의 영상장치는 최소 36 비트로 이미 48 비트 CCD 가 있다고 합니다. 24 비트 장치의 경우 감광 셀은 최대 2 8 = 256 레벨의 밝기를 기록할 수 있으며, 각 원색은 8 비트 이진수로 표시되며, 최대 256x256x256 가지 색상을 기록할 수 있습니다 (약 65,438+06,770,000). 36 비트 장치의 경우 감광 장치가 기록할 수 있는 최대 밝기 값은 2 12 = 4096 이고, 각 원색은 12 비트 이진수로 표시되며, 기록할 수 있는 최대 색상 수는 4096x4096x4096 약 68 억 7 천만 개입니다. 예를 들어, 촬영 개체의 가장 밝은 부분의 밝기가 가장 어두운 부분의 400 배인 경우, 24 비트 감광 컴포넌트를 사용하는 디지털 카메라로 촬영하면 촬영 대상이 약한 조명 부분에 노출되면 256 보다 높은 밝기의 부분이 모두 과도하게 노출되고 레이어가 손실되어 밝은 점이 생성됩니다. 촬영된 오브젝트가 하이라이트 부분에 노출되면 특정 밝기보다 낮은 부분은 노출이 부족합니다. 36 비트 감광성 부품을 사용하는 전문 디지털 카메라를 사용한다면,
감광성 부품 개발
CCD 는 미국 벨 연구소가 1969 년에 개발한 것이다. 1980 년대에는 CCD 이미지 센서에 결함이 있었지만 지속적인 연구로 어려움을 극복하고 80 년대 후반에 고해상도 고품질 CCD 를 만들었습니다. 90 년대에 백만 픽셀의 고해상도 CCD 를 만들었는데, 이때 CCD 의 발전은 비약적으로 발전했다. CCD 가 발전한 지 20 여 년이 되었다. 90 년대 중반 이후 CCD 기술은 빠르게 발전해 왔으며 CCD 의 단위 면적은 점점 작아지고 있다. 하지만 CCD 면적을 줄이면서 화질을 높이기 위해 소니와 1989 는 SUPER HAD CCD 라는 새로운 감광 요소를 개발해 CCD 모듈 내부 증폭기의 확대에 의존해 CCD 면적이 줄어든 상태에서 화질을 높였다. 이후 새로운 구조인 CCD, EXVIEW HAD CCD, 4 색 필터 기술 (소니 F828 전용) 이 잇따라 등장했습니다. 후지 디지털 카메라는 CCD CCD (슈퍼CCD SR) 를 사용합니다.
CMOS 의 경우 양산이 쉽고, 속도가 빠르고, 비용이 저렴하며, 디지털 카메라 핵심 부품의 발전 방향이 될 것이다. 현재 캐논 등 회사의 지속적인 노력으로 새로운 CMOS 부품이 계속 출시되고 있으며, 높은 동적 범위 CMOS 부품이 이미 등장했습니다. 이 기술은 CCD 의 이미징 품질에 근접하기 위해 셔터, 조리개, 자동 게인 제어 및 감마 보정이 필요하지 않습니다. 또한 CMOS 고유의 가소성으로 인해 비용이 많이 들지 않고 높은 픽셀을 가진 대형 CMOS 감광체를 만들 수 있습니다. CCD 의 정체에 비해 CMOS 는 새로운 사물로서 왕성한 생명력을 보여준다. CMOS 감광체는 디지털 카메라의 핵심 부품으로서 CCD 감광체를 점차 대체해 가까운 시일 내에 주류 감광체가 될 것으로 예상된다.