고체촬상소자

요약 기존의 것 보다 작고 고성능, 고신뢰성을 가지는 촬상장치를 만드는 것을 목적으로 개발 된 것이다. 반도체 위에 광전변환과 전하의 축적기능을 가진 2차원적으로 배열된 화소군과 화소에 축적된 전하상을 일정한 순서에 따라 읽어내는 주사기능을 합쳐서 일체적인 구조가 되도록 전부를 고체화한 것인데 주사방식에 따라 XY어드레스형과 전하전송형이 있다.

고체촬상 디바이스 또는 촬상관(撮像管)에 대응하여 촬상판(撮像板)이라고도 한다.

반도체 기판 위에 광전변환(光電變換)과 전하(電荷)의 축적기능을 가진 2차원적으로 배열된 화소군(畵素群:특별한 것으로는 1차원적인 것도 있다)과 화소에 축적된 전하상(電荷像)을 일정한 순서에 따라 읽어 내는 주사기능(走査機能)을 합쳐서 일체적인 구조가 되도록 전부를 고체화한 것이다. 이때의 반도체기판은 거의 단결정 실리콘 기판이다. 보다 작고 고성능·고신뢰성을 가지면서 경제성도 보다 좋은 촬상장치를 만드는 것을 목적으로 하여 반도체 집적기술의 발전을 바탕으로, 1960년대 중반부터 급속한 연구개발이 추진되었다.

주사방식은 신호를 읽어내는 방식에 따라 2가지로 크게 구별한다. ① XY어드레스형(型) 고체촬상소자:촬상관(현시점에서 가장 일반적인 촬상소자)에 있어서의 전자빔에 의한 주사기능을 고체회로적인 교체주사기능으로 바꿔놓은 것으로서, 선택펄스에 따라 각 화소를 순차적으로 주사하여 거기에 축적된 신호전하를 읽어나가는 고체촬상소자. 광전변환부의 구조에 따라 (X)×(Y) 포토다이오드와 (X)×(Y) 포토트랜지스터 등이 있다. (X)는 가로 방향의 화소수(畵素數)이고, (Y)는 세로 방향의 화소수이다.

② 전하전송형(電荷轉送型) 고체촬상소자:또 하나의 고체촬상소자는 자기주사기능(신호전하전송기능)을 가진 CCD(charge coupled device)나 BBD(bucket brigade device) 방식에 의한 것으로 각 화소에 축적된 신호전하를 한 방향으로 순차로 전송하여 주사를 하는 고체촬상소자. CCD는 BBD보다 구조가 간단하며 높은 집적도를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있으므로 최근엔 CCD 방식이 주로 사용된다.