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  촬상소자/전하결합소자(image pickup device, imaging device, 撮像素子/charge-coupled device, CCD, 電荷結合素子)


 사전적 해설

 전하결합소자(charge-coupled device, CCD, 電荷結合素子)

전하의 축적과 이동을 이용하는 반도체 집적 회로 소자.
1970년 미국의 벨 연구소에서 발표한 반도체 소자로, n형의 반도체 기판의 표면에 0.1mm 정도 두께의 절연층을 형성, 금속 전극을 배열하여 이 금속 전극의 전압을 제어함으로써 반도체 표면 전위의 낮은 부분을 좌우로 이동시켜 축적된 전하를 이에 맞추어 순차로 전송시킬 수 있다. 전하 결합 소자(CCD)는 전하의 축적에 의한 기억과 전하의 이동에 의한 전송이라는 2가지 기능을 갖고 있다. CCD는 전하의 크기에 따른 아날로그 양의 기억 전송이 가능하기 때문에 디지털 카메라나 비디오 카메라의 고체 촬상 소자(이미지 센서)로 사용되고 있다.


 촬상소자(image pickup device, imaging device, 撮像素子)

비디오 카메라의 심장부이며 영상을 전기 신호로 변환하는 부품. 촬상 소자는 촬상관과 고체 촬상 소자의 2종류로 분류된다. 촬상관은 하나의 특수한 전자관(electron tube)으로 타깃의 광영상에 전자 빔을 수평으로 주사하여 빛의 강약으로 회로에 흐르는 전류가 변화하는 것을 이용한다. 따라서 주사선 수가 많을수록 세밀한 화상으로 변환할 수 있다. 그러나 영상 신호의 기록/전송과의 관계 때문에 텔레비전에서는 NTSC에서 525, PAL에서 625개의 주사선이 표준화되어 있다. 이미지 오시콘, 비디콘, 플럼비콘, 사티콘, HARP 등 여러 가지 촬상관이 있다. 고체 촬상 소자는 대부분 전하 결합 소자(CCD)이며 포토다이오드를 이용한 반도체이다. 빛의 강약에 의해 변환하는 포토다이오드의 전류를 표본화하여 전기 신호의 화소로서 수광면을 만든다. 따라서 화소의 수가 많을수록 성능이 우수하며 고해상도의 TV 카메라에는 200만 화소의 CCD가 실현되어 있다. 화소의 배열 방법과 표본화의 순서는 주사의 규격과 방식에 따른다.


 CCTV 측면의 해설

CCD는 Charge-coupled Device의 약자로서 한글로 표현하면 촬상소자, 전하결합소자로 카메라 모듈의 눈에 해당하는 이미지센서라고 할 수 있다.

CCD는 디지털 카메라나 스캐너, 디지털 캠코더 등에 들어 있는 핵심부품으로 영상 신호를 전기적 신호로 바꾸는 장치로, CCD의 화소 수가 높을수록 해상도는 높아진다.
CCD의 크기는 클수록 밝고 선명한 이미지가 나오며, CCD의 갯수는 화상의 "색상 재현력"에 영향을 주는데, 보통 CCD카메라는 1개의 CCD가 RGB 전 색상에 감응하지만, 3개의 CCD로 각각 RGB 별로 처리하는 제품을 3 CCD 제품이라고 할 수 있다.
1 CCD에 비해 정교하고 부드러운 화상을 보여주며, 색을 따로따로 처리하기 때문에 무엇보다도 "색상 재현력"이 좋은 반면, 가격이 비싸고, 무거운 것이 단점이다.