참고
https://popular-engineer.tistory.com/4?category=881453
빛을 어떻게 데이터로 만들까?
아인슈타인이 발견한 광전효과, 들어보셨나요?
광양자가 금속에 충돌할 때 금속에 있는 자유전자가 이탈하는 현상입니다. 그렇다면 이 광전효과에 의한 전하량을 측정한다면? 금속에 투사된 빛의 세기를 측정할 수 있겠네요! 이러한 아이디어로부터 만들어진 것이 카메라 센서입니다.
카메라 센서는 빛을 다이오드에 모아주는 마이크로 렌즈, 3채널을 재현하는 컬러필터, 빛의 세기를 전압으로 바꿔주는 신호처리부로 이뤄집니다. 이 센서단자들이 모인 플레이트의 크기에 맞게 빛을 모아주는 대물렌즈가 우리가 눈으로 볼 수 있는 카메라 렌즈에 해당됩니다. 아래 그림의 유닛 하나하나가 원추세포가 인식할 수 있는 RGB컬러에 대응되도록 빛의 세기를 재현합니다. 센서에서 읽은 전하량을 블렌딩해서 display에 띄우면 사진이 되는 것이죠.
물론 금속에서 튀어나온 전자에 의해 만들어진 전하를 어떻게 측정하느냐에 따라 CCD, CMOS 방식이 나뉘어지지만 현재는 CMOS 방식이 종래의 단점을 상당부분 보완하면서 CCD 센서보다 우위를 점하고 있습니다. 정리를 해보자면 아래 표와 같겠네요.
요약하자면 집광된 빛에 의한 광전효과를 통해 파장별 빛의 세기를 전하량으로 치환하여 수치화 하는 것이 CMOS 센서입니다. CCD와 집광원리는 같지만 아날로그 신호인 전하량을 디지털신호로 바꾸는 방식에 있어 차이가 있습니다.
이어지는 질문으로는
1) 카메라는 CMOS에 빛을 어떻게 전달할까?
2) CMOS가 반환하는 디지털 신호는 어떻게 케이블로 전달될까?
가 있겠습니다.
이미지 프로세싱에서 빛의 세기를 계산하는 것도 물론 중요한 부분이지만 신호를 잘 가져오는 것부터 잘 이뤄져야 하니까요!
