CCD와 CMOS의 차이
CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) 와 CCD (Charge-Coupled Device) 센서 모두 감광 성의 실리콘에서 각각의 포토 디텍터가 유입되는 빛의 광자를 전하로 전환하는 비슷한 기술을 바탕으로 하고 있다.
이 두 종류의 센서에서 한가지 다른 점은 전하가 생성된 후에 다루어지는 방법이다. CMOS 센서 (Active Pixel Sensors (SPS) 라고도 불림)는 좌표에 의해서 지시할 수 있다. – 각 화소의 수치는 X-Y 좌표를 사용하여 개별적으로 읽혀질 수 있다. 이로써 모든 것을 다 인식할 때까지 기다릴 필요 없이 CMOS 이미지의 하위 구조를 인식할 수 있다. CCD 센서는 이러한 능력이 없다.
이 두 종류의 센서는 완전히 다른 방식으로 제조됩니다. CCD는 일반적으로 특별하고 비싼 제조 공정으로 제작되며 이는 전용 제조 장비가 필요하다. 반면에 CMOS 센서는 일반적으로, 전세계적에서 컴퓨터 칩을 만드는데 사용되는 공정과 매우 유사한 공정으로 만들어 진다.
CMOS 센서와 컴퓨터 칩과의 유사성을 고려할 때 CMOS 센서는 CCD 보다 더 저렴하고 손쉽게 제조가 가능하며 더 많은 통합된 기능을 가지고 있다. 전용 제조 공정으로 인해 CCD는 더 많이 통합될 수 없으며 따라서 CCD는 CCD를 작동하기 위해 필요한 복잡한 신호를 생성하기 위해 추가의 지원 칩이 필요하다.
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CCD
CCD는 전하결합소자[Charge Coupled Device]의 약자로 카메라 설계와 제조에
오랫동안 사용되어온 기술이다. 대부분 고품질의 카메라는 CCD센서를 사용하고 있다.
CCD센서는 다음과 같은 이점을 가지고 있다:
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- 1. 뛰어난 조명감도
- CCD는 낮은 조명 조건에서도 뛰어난 품질의 이미지를 생성해낼 수 있다.
- 2. 뛰어난 색상과 더욱 선명한 이미지
- 최근 일부 새로운 CMOS 센서들이 등장하고 있으나-이 두 가지 기술간 격차를 현격하게 줄인 센서-
- 여전히 CCD센서가 우월하며 앞으로도 몇 년간은 최선의 선택이 될 것이다.
- 3. 균일한 고품질 수준
- 일반적으로 두 동일모델의 CCD간 편차는 최소화되어 있습니다.
- 4. 낮은 배경 소음(Low backgrounds noise)
- CCD는 CMOS센서보다 낮은 배경 소음을 갖습니다.
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- CCD기술의 일부 단점:
- 1. 생산비용이 많이 든다
- CCD 센서는 비표준 처리과정을 통해 제조되므로 해당 장비가 더 높은 가격을 갖게 된다.
- 2. 통합비용이 비싸고 복잡한 편이다
- CCD기반의 카메라를 제조하기가 더욱 복잡하며 추가 구성요소를 필요로 한다.
- 3. 화면상에 더 밝은 개체가 존재하는 경우(예를 들어, 램프나 직사광선), 아래쪽에 수직으로 선을 발생시킬
- 수 있다. 이와 같은 현상을 초점번짐현상(blooming)과 ‘빛끌림현상(smear)’이라고 한다.
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- CMOS 기술
- CMOS 기술은 메모리 칩이나 마이크로프로세서 등과 같은 거의 모든 칩이 제조되는 표준 기술이다. 이로 인해 CMOS기술은 CCD보다 훨씬 더 용이하게 사용될 수 있다.
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- CMOS의 일부 특성:
- 표준 공정으로 인해 더욱 낮은 비용과 특수한 구성요소를 필요로 하지 않는다.
- 낮은 조명 환경에서 고정된 패턴의 노이즈가 발생한다. 이는 이미지 상에서 작은 점이거나 노이즈 라인으로
- 나타날 수도 있다.
- CCD보다 CMOS기반의 카메라 설계가 용이하다. CMOS센서는 보다 작은 크기의 카메라를 생산할 수 있도록 한다.
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- CMOS기술의 일부 단점:
- 1. 낮은 조명감도
- CMOS를 적절히 사용할 수 있도록 CMOS 센서는 보다 밝은 환경을 필요로 한다.
- 2. CCD보다 높은 노이즈율.
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- 새로운 AXIS 206 시리즈는 최신 CMOS 센서 기술을 기반으로 제작된다. 이 센서는 기존의 센서들, 즉 AXIS205 등보다 훨씬 우수한 품질을 제공하고 있다. 색상도 더욱 뛰어나며 조명 감도는 거의 CCD만큼 우수하다.
- AXIS 205, AXIS 206M, AXIS 206W 제품의 단점은 크기조절이 단순한 선과 픽셀조정으로 이루어진다는 점이다. 이는 전체화면 크기의 이미지(VGA, 640 x 480)은 선명하고 우수하지만 이미지의 크기를 320 x 240이하로 낮추면 이미지 정보를 상실할 수 있다는 것을 의미한다. AXIS 210/211 제품의 경우, 더 나은 이미지를 생성하도록 인접 픽셀이 삽입되면서 크기조절이 이루어지며 이는 보다 진보된 ARTPEC-2 이미지 압축 칩 덕분이라고 할 수 있다.
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- 결론
- 엑시스[Axis]의 권고사항은 이미지의 품질이나 조명감도가 우선시 되는 모든 상황에서 CCD기반의 카메라를 사용하도록 하기 위함이다. 비용과 크기가 중요한 경우에 CMOS기반의 카메라가 더욱 좋은 대안이 될 수 있다.
- 기술과 관련된 이점 외에도 CMOS카메라 대신 엑시스의 CCD카메라를 사용하여 얻을 수 있는 많은 이점이 있다. 모든 새로운 CCD기반의 카메라에 장착되는 ARTPEC-2 칩은 열악한 품질의 제품에서는 찾을 수 없는 훨씬 우수한 크기조절과 기타 이미지 압축 특성을 제공한다. 엑시스[Axis]는 장기적으로 CMOS기술이 이미지 품질 면에서 CCD에 근접하는 기술이 될 것이며 언젠가 CMOS가 장착된 최고품질의 카메라를 보게 될 것으로 믿고 있다.
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