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쉽게 말해 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기적 디지털 신호로 변환해주는 역할로, 영상신호를 저장하고 전송해 디스플레이 장치로 촬영한 사진을 볼 수 있도록 만들어 주는 반도체입니다.
찰칵! 빛을 디지털 이미지로 만드는 ‘CMOS 이미지센서(CIS)’ – Samsung Newsroom Korea
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센서 카메라 – 검색결과 | 쇼핑하우
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이미지 센서 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
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카메라 센서 리뷰: 100가지 이상의 모델, EMVA 1288 테스트 및 비교 완료 | Teledyne FLIR
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이미지 센서용 온 칩 컬러 레지스트 색재 ｜ 제품정보 ｜ 도요 비주얼 솔루션스 주식회사
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이미지 센서용 온 칩 컬러 레지스트 색
이미지 센서란
이미지 센서의 구조
온 칩 용 컬러 필터의 종류
이미지 센서의 용도
온 칩 컬러 레지스트에 요구되는 특성
당사의 온 칩 컬러 레지스트
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카메라 센서 사이즈의 영향 | cv-learn
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CMOS 이미지 센서의 메타비전: The Eye Beyond the Eye
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서강봉 담당
SK하이닉스의 다채로운 이미지와 영상을 소개합니다
삼성 非메모리 구원투수 ‘이미지센서’… 점유율 30% 찍고 1위 소니 맹추격 – 조선비즈
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찰칵! 빛을 디지털 이미지로 만드는 ‘CMOS 이미지센서(CIS)’
‘찰칵’, 아름다운 순간과 잊지 못할 추억을 간직해주는 카메라. 불과 몇십 년 전만 해도 카메라가 귀하고 신기했던 시절이 있었습니다. 하지만 이제 카메라는 널리 그리고 많이 보급된 기록매체 중 하나입니다.
특히 필름 카메라에서 디지털카메라의 발전은 우리 생활에도 큰 변화를 가져왔습니다. 콤팩트형의 소형 카메라에서 전문가용 고사양 DSLR까지 그 종류도 다양해졌고 휴대폰, 태블릿PC, CCTV, 블랙박스에 이르기까지 다양한 기기에 카메라 기술이 적용됐습니다.
▲ 디지털카메라 속 반도체 기술
이렇게 우리의 소중한 추억을 기록해주는 디지털카메라에도 반도체 기술이 숨어 있습니다. 렌즈를 통해 들어오는 빛을 전기적인 영상 신호로 바꿔 주는 CMOS 이미지센서(CIS), 이미지 신호를 처리하는 이미지 신호 처리 장치(ISP), 데이터 처리속도를 빠르게 해주는 D램, 사진파일을 저장하는 낸드플래시 등 많은 반도체가 우리 카메라에서 중요한 역할을 하는데요.
오늘은 카메라의 필름 역할을 하는 ‘CMOS 이미지센서’에 대해 알아보겠습니다.
카메라의 필름역할을 하는 ‘이미지센서’
디지털카메라에는 여러 반도체 기술이 필요하지만, 가장 중요한 역할을 하는 부품이 바로 ‘이미지센서’입니다. 이미지센서는 피사체 정보를 읽어 전기적인 영상신호로 변환해주는 장치입니다. 즉 빛에너지를 전기적 에너지로 변환해 영상으로 만드는데 카메라의 필름과 같은 역할을 합니다.
쉽게 말해 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기적 디지털 신호로 변환해주는 역할로, 영상신호를 저장하고 전송해 디스플레이 장치로 촬영한 사진을 볼 수 있도록 만들어 주는 반도체입니다. 이러한 이미지센서가 사용되는 디지털카메라는 일반 필름카메라와 달리 필름, 인화 과정을 필요로 하지 않는데요. 사진을 찍은 후 바로 디스플레이 화면에서 사진을 확인하거나 삭제할 수 있는 것이죠!
이미지센서는 응용 방식과 제조 공정에 따라 CCD 이미지센서와 CMOS 이미지센서로 나눌 수 있습니다. CCD 이미지센서는 전자 형태의 신호를 직접 전송하는 방식으로 아날로그 제조 공정이 사용되는데요.
CMOS 이미지센서 대비 노이즈가 적다는 장점을 가지고 있습니다. 반면 CMOS 이미지센서는 신호를 전압 형태로 변환해 전송하는 방식으로 CMOS 제조 공정이 사용되어 가격경쟁력이 있다는 장점이 있습니다.
이러한 특징 때문에 과거 CCD 이미지센서는 디지털카메라에 사용되고, CMOS 이미지센서는 주로 휴대폰에 사용됐습니다.
하지만 휴대폰, 태블릿PC 등 카메라 기능이 탑재된 모바일 기기의 시장이 확대되면서 핵심 부품으로 CMOS 이미지센서가 주목받기 시작했습니다. 특히 모바일 기기는 전력 소비를 줄이는 것이 중요한데 이는 배터리 사용 시간 연장과 직결되기 때문입니다. 때문에 CCD 이미지센서 대비 저전력 공정으로 소비전력에서 강점을 가지는 CMOS 이미지센서가 핵심 부품으로 떠오르게 된 것입니다.
또한, CMOS 이미지센서는 노이즈 등 성능이 매우 개선되고 동영상 지원 기능과 가격 측면에서도 지속적인 우위를 가지면서 최근에는 DSLR 카메라에도 많이 탑재되고 있습니다.
이외에도 CMOS 이미지센서는 CCD 이미지센서에 비해 많은 장점을 가지고 있는데요, 일반 반도체 공정인 CMOS 공정을 사용하기 때문에 가격 경쟁력을 가지며 이미지센서와 주변 회로를 원칩화할 수 있어 소형화 및 관리가 용이합니다.
CMOS 이미지센서의 혁신, ISOCELL
일반적으로 이미지의 화질은 센서를 구성하는 각 픽셀(Pixel, 화소)에 모이는 빛의 양에 많은 영향을 받습니다. 최근 CMOS 이미지센서의 칩 크기는 작아지고 픽셀 수는 늘어나 픽셀의 크기가 계속 작아지고 있는데요. 작은 픽셀일수록 충분한 빛을 흡수하기 어려워 CMOS 이미지센서 기술은 ‘수광율(이미지센서가 빛을 받아들이는 정도)’을 높이는 방향으로 발전해 왔습니다.
그래서 기존 후면조사형(BSI) 센서는 ‘수광부(빛을 받아들이는 부분)’를 센서의 가장 윗부분으로 옮겨 ‘수광율’을 높여 왔는데요, 하지만 픽셀의 크기가 계속 작아짐에 따라 최근 한계에 봉착했습니다.
이에 작년 9월 삼성전자는 업계 최초로 기존 CMOS 이미지센서의 성능 한계를 극복한 ‘아이소셀(ISOCELL)’ 개발에 성공했는데요,
‘아이소셀(ISOCELL)’은 ‘격리하다(isolate)’와 ‘세포(cell)’의 뜻이 합쳐진 어원으로, 용어에서도 알 수 있듯이 픽셀과 픽셀 사이에 절연부를 형성해 인접한 픽셀들을 서로 격리시키는 구조입니다. 즉 이미지센서를 구성하고 있는 수백만 개의 픽셀 각각의 테두리에 물리적인 벽을 세워 픽셀로 들어온 빛이 밖으로 나가지 않도록 하는 첨단 이미지센서 기술인데요,
각 픽셀에 들어온 빛이 주변 픽셀에 영향을 주는 ‘간섭현상’을 최소화해 빛의 손실을 줄인 것이 특징입니다. 때문에 빛이 적은 어두운 공간에서도 보다 깨끗한 이미지를 얻을 수 있어 모바일기기 사용자들의 카메라 성능 만족도를 더욱 높일 수 있답니다.
삼성전자는 이번 MWC 2014(Mobile World Congress)에서 아이소셀을 기반으로 한 1600만 화소 이미지센서와 적층형 구조의 1300만 화소 이미지센서를 새롭게 공개하며 모바일 이미지센서 분야의 기술 리더십을 더욱 강화하고 있습니다. 우리의 소중한 추억 순간순간을 간직해주는 반도체, ‘이미지센서’의 활약을 앞으로도 기대해주세요~!
원문 링크: http://samsungsemiconstory.com/642
카메라 센서 리뷰: 100가지 이상의 모델, EMVA 1288 테스트 및 비교 완료 – Sensor Review
최신 카메라 센서 리뷰 PDF를 다운로드하여 양자 효율, 다이내믹 레인지, 일시적 다크 노이즈(리드 노이즈) 등에 대한 카메라 센서 성능을 비교하십시오.
EMVA 1288 표준은 저조도 성능, 양호한 다이내믹 레인지 제공, 선명하고 노이즈가 적은 이미지 제공 등 센서 및 카메라 이미지 성능을 이해할 수 있는 사양을 제공하여 해상도 또는 초당 프레임 수 이상의 정보를 제공합니다.
FLIR의 카메라 센서 리뷰 툴은 최신 CMOS 센서를 비교하고 순위를 지정하여 양자 효율, 절대 감도, 다이내믹 레인지 등과 같은 사양에 의해 최고의 카메라를 찾을 수 있도록 도와줍니다.
센서 리뷰에는 다음의 세 가지 섹션이 포함됩니다.
EMVA 1288 사양 비교 차트
EMVA1288 스펙 사용 안내 새로운 기능!
올바른 센서 유형 선택 새로운 기능!
다음 백서를 읽어보십시오.”카메라 감도를 평가하는 방법”
카메라 센서 리뷰 카탈로그
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이미지 센서용 온 칩 컬러 레지스트 색재 ｜ 제품정보 ｜ 도요 비주얼 솔루션스 주식회사
이미지 센서용 온 칩 컬러 레지스트 색재 카메라, 스마트폰 등에 사용되는 이미지센서용 색재에 대해 소개합니다. 제품 관련 문의
이미지 센서란, 카메라 렌즈를 통해서 들어온 빛의 명암을 전기 신호로 변환하는 반도체입니다. 사람의 눈으로 말하자면, 망막과 같은 기능을 가지는데, 이로부터 카메라에 들어온 빛을 화상(영상)으로 재현할 수 있게 됩니다.
이미지 센서에는 크게 「CMOS」와 「CCD」의 2가지 방식이 있습니다. 종래, 화질이 우수하고 뒤틀어짐이 적은 CCD는 디지털 일안 리플렉스 카메라(Single-lens reflex camera) 등에 소비전력이 적고 소형화하기 쉬운 CMOS는 휴대전화나 콤팩트 디지털 카메라에 사용되는 등, 용도에 따라서 2가지 방식으로 나뉘어 사용되었습니다. 그러나 최근에는 CCD의 화질에 필적하는 CMOS 이미지 센서가 개발되어, 현재는 스마트폰을 비롯한 대부분의 카메라에 CMOS가 채택되고 있습니다.
이미지 센서란 컬러 필터란 FPD뿐만 아니라 스마트폰이나 디지털 카메라에 장착된 작은 칩(반도체) 안에도 사용됩니다. 특히, 디지털 카메라 등의 화질은 「이미지 센서」의 성능에 크게 좌우됩니다. 이미지 센서란, 카메라 렌즈를 통해서 들어온 빛의 명암을 전기 신호로 변환하는 반도체입니다. 사람의 눈으로 말하자면, 망막과 같은 기능을 가지는데, 이로부터 카메라에 들어온 빛을 화상(영상)으로 재현할 수 있게 됩니다. 이미지 센서에는 크게 「CMOS」와 「CCD」의 2가지 방식이 있습니다. 종래, 화질이 우수하고 뒤틀어짐이 적은 CCD는 디지털 일안 리플렉스 카메라(Single-lens reflex camera) 등에 소비전력이 적고 소형화하기 쉬운 CMOS는 휴대전화나 콤팩트 디지털 카메라에 사용되는 등, 용도에 따라서 2가지 방식으로 나뉘어 사용되었습니다. 그러나 최근에는 CCD의 화질에 필적하는 CMOS 이미지 센서가 개발되어, 현재는 스마트폰을 비롯한 대부분의 카메라에 CMOS가 채택되고 있습니다. 이미지 센서의 구조
이미지 센서의 구조 이미지 센서의 단면도 이미지 센서는 온 칩 렌즈와 컬러 필터, 포토 다이오드의 3층으로 형성됩니다. 온 칩 렌즈는 수 많은 마이크로 렌즈가 1장의 시트 모양으로 나란히 늘어선 것으로, 이에 따라서 집광력이 높아지고, 이미지 센서의 감도가 큰 폭으로 향상합니다. 각 마이크로 렌즈는 컬러 필터의 서브 픽셀（RGB 중에서 어느 1개）에 대응하고, 필터를 투과함으로써 빛에 R（레드）, G（그린）, B（블루） 중 어느 하나의 색 정보가 주어집니다. 이 색과 빛의 명암(강약) 정보를 포토 다이오드의 수광 소자가 포착하여, 전기 신호로 변환하고 판독함으로써 화상이 기록됩니다. 온 칩 용 컬러 필터에는 상기 설명한 원색 필터（적・녹・청） 외에 보색 필터（황・시안・마젠타・녹）가 있고, 이미지 센서의 용도에 따라서 구분되어 사용됩니다. 원색 필터는 색이 매우 선명한 점에서 디지털 스틸 카메라 등에, 보색 필터는 해상도가 뛰어난 점에서 비디오 카메라 등에 많이 사용됩니다.
온 칩 용 컬러 필터의 종류
이미지 센서의 용도 이미지 센서는 디지털 카메라와 스마트폰과 같은 일반적인 가전제품뿐만 아니라, 감시 카메라나 차량 탑재 카메라, 내시경 등의 특수한 용도로 사용되는 카메라에도 탑재되어 있습니다. 센서의 발달로 인해서 적외선 등 가시광(인간의 눈으로 볼 수 있는 빛) 이외의 빛을 검지할 수 있게 되어, 지금까지는 볼 수 없었던 각종 영상이나 화상을 촬영할 수 있게 되었습니다. 감시 카메라 빛이 적은 밤에 촬영한 영상(화상)은, 종래에는 흑백이었지만, 물체가 발하는 적외선 정보를 가미함으로써 낮에 촬영한 것처럼 선명한 색채를 표시할 수 있습니다. 사람의 얼굴 형태나 옷의 색 등도 더욱 확실하게 인식할 수 있습니다. 차량 탑재 카메라（나이트 비전） 나이트 비전(암시 기술)은 야간의 자동차 사고를 방지하기 위해서 개발된 시스템입니다. 인간의 몸에서 나오는 적외선을 검지하여 디스플레이에 표시함으로써, 헤드라이트가 닿지 않는 200ｍ 이상 앞을 걸어가는 보행자나 장애물의 존재도 감지할 수 있습니다. 내시경 카메라（캡슐형 카메라） 길이 25mm 정도로서 정제(알약)처럼 삼키는 카메라입니다. 종래의 내시경 카메라는 닿지 않는 부분도 개복하지 않고 위와 장의 내벽을 촬영하여 증상을 확인할 수 있습니다.
온 칩 컬러 레지스트에 요구되는 특성 카메라의 소형화, 고성능화에 따라서, 이미지 센서에 사용되는 컬러 필터도 더욱 소형이면서 고해상도가 요구됩니다. 예를 들면, 55인치의 풀 하이비전 TV의 경우, 1화소당 표준 크기는 약 200µm×600µm이지만, 스마트폰 등에 사용되는 CMOS 센서용 컬러 필터의 경우, 1화소당 크기는 약 1µm×1µm입니다. 면적비로 말하자면 약 10만분의 1 크기가 됩니다. 1화소의 크기가 작아질수록 이물질(안료 덩어리 등)이 화질에 미치는 악영향이 커집니다. 그래서 온 칩 용 컬러 레지스트는 안료 입자가 매우 미세하고, 또 균일하게 분산되어 있을 것이 요구됩니다. 또, 이미지 센서의 다용도화에 따라서, 디스플레이 색의 재현성 향상도 요구됩니다. 종래의 FPD용 컬러 필터는 가시광（400～700㎚） 색역만을 가지는 것이었습니다. 그러나 감시 카메라나 의료용 카메라에 탑재되는 등, 이미지 센서 용도나 요구의 폭이 넓어짐에 따라서, 적외선이나 자외선 등의 다양한 파장의 빛을 센싱하는 필터가 개발되고 있습니다. 그래서 온 칩 용 컬러 레지스트도 종래 RGB의 3색 컬러 레지스트에 더해서, 특정 파장의 빛을 센싱하는 색재의 개발이 요구되고 있습니다.
당사의 온 칩 컬러 레지스트 당사에서는, 인쇄 잉크나 도료의 개발로 기른 기술을 살려서 나노 수준의 분산을 실현. 안료를 분쇄하는 데에 종래보다도 가는 비드를 이용하는 외에, 매우 눈이 작은 필터를 독자적으로 조합하여 반복 여과함으로써, 보다 비세하고 이물질이 적은 분산이 가능합니다. 또, 안료 농도가 높아도 안정적으로 분산시키기 때문에, 새로운 분산제를 설계. 이에 따라서 필터의 막 두께를 더욱 얇게 할 수 있습니다. 게다가 이미지 센서의 다기능화에도 대응. 당사의 강점인 합성・분산 기술로 가시광 이외의 다양한 파장의 빛을 센싱할 수 있는 색재를 만들 수도 있습니다.
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