KR100891119B1 - Ｃｃｄ센서 또는 하이브리드 센서의 2차원 전하이동 방법 - Google Patents

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이창희
박부견
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 CCD를 이용한 고체촬상소자의 구동방법에 관한 것으로, (a)각각의 단위픽셀은 각각의 단위픽셀을 2차원 정방향 매트릭스 방식으로 N2 (N은 3이상의 자연수)개로 균등 분할하여 형성된 N2개의 분할상을 포함하며, (b)상기 각각의 분할상은 전압 인가 방식으로 구동되며, 상기 전압 인가 시 상기 각각의 분할상과 일대일 대응하여 인접한 다른 분할상에 영향을 미치지 않도록 하는 독립적인 전압 제어를 구현함으로, (c)상기 각각의 단위픽셀 내에 축적된 전하를 2차원 방향을 갖는 경로로 자유로이 이동 가능케 하는 2차원 전하이동방법을 제공함으로써, 빠른 응답시간과 보다 적은 에너지로 더욱 정밀한 떨림 보정을 구현하는 기술적 장점이 있다.
CCD, 전하축적, 2차원 전하이동

Description

ＣＣＤ센서 또는 하이브리드 센서의 2차원 전하이동 방법{METHOD FOR TWO DIMENSIONAL CHARGE MOVEMENT OF CCD SENSOR OR HYBRID SENSOR}
본 발명은 CCD를 이용한 고체촬상소자의 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단위픽셀 내 전하 축적 시 물체의 흔들림이나 기타 다른 요인에 의한 외부 신호에 반응하여 전하를 2차원 방향으로 이동시키는 방법에 관한 것이다.
CCD(Charge Coupled Device)는 1969년에 발명된 이래로 지속적으로 그 기능이 발전되어 왔다. 일반적으로 CCD(Charge Coupled Device)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)에 비하여 높은 필 팩터(Fill Factor)와 신호대 노이즈 비율(Signal Noise Rate, SNR)을 갖음으로 인해 보다 양질의 영상을 얻을 수 있었다. CCD와 CMOS는 렌즈로 들어오는 빛에너지를 감지해 전기에너지로 변환시키는 디지털카메라의 핵심 부품이다.
전하를 축적하는 것은 CMOS와 CCD 모두 비슷한 원리를 이용한다. 다만, 축적된 전하 즉 영상정보를 읽어 들이는 경우 상기 CMOS와 CCD 간에 구조적인 차이가 존재한다.
CMOS는 메모리와 유사한 구조를 가지고 있어서, 메모리에서 주소를 인가하면 그 번지에 해당하는 곳의 저장된 값이 나오듯이 CMOS센서 역시 주소를 인가하면 지정된 주소의 축적된 셀의 전하 값을 데이터라인으로부터 얻을 수 있다. 전체 영상을 얻기 위해서는 주소라인을 셀의 시작번지부터 끝번지까지 순차적으로 인가하면서 데이터를 읽어 들인다.
반면 CCD는 데이터라인이 따로 존재하지 않는다. 다만, 상(phase)에 신호를 인가하는 것만으로 데이터라인에서 데이터를 얻을 수 있다. 보통의 CCD는 2~4개의 상을 가지고 있으며 각각의 상에 적절한 신호를 인가하면 전하가 인접한 셀로 이동이 되면서 데이터 라인에서 순차적으로 저장된 전하의 양에 따라 전압으로 변환되어 나온다. 따라서 CCD는 임의의 셀에 축적된 전하량을 읽어 들일 수가 없으며, 항상 순차적으로 셀의 값을 읽어야 한다. 그러나 CCD는 어드레스 구조를 갖지 않기 때문에 각각의 셀에 트렌지스터가 들어갈 필요가 없으며, 이에 따라 전하를 축적할 수 있는 면적이 넓어지고, 트렌지터로부터 발생 되는 노이즈도 적어지는 장점이 있다.
촬상 장치는 일반적으로 셔터(shutter) 개폐를 통하여 영상을 취득한다. 셔터를 열어 일정시간 외부 빛을 CCD 광센서에 노출 시키고, 이 시간동안 축적된 빛 즉 포톤(Photon)의 양을 각각의 픽셀에 대하여 축적된 전하의 양에 따라 대응 되는 값으로 변환하여 영상을 얻을 수가 있다.
셔터의 개폐 시간은 조리개 및 외부 빛의 량에 따라 조절하며, 외부 빛의 세기가 약한 경우 셔터가 열려 있는 구간이 길어지며, 이 경우 물체의 흔들림이나 촬상장치의 흔들림으로 인한 화질 손상(motion blurring) 문제가 있어 왔다.
상기 문제를 보완하기 위하여 한국공개특허공보 제2007-0101628호는 기계적인 방식으로 떨림 보정을 시도하는 기술을 제안하고 있다. 그러나 상기 기계적인 방식은 빠른 응답 시간과 정확한 보정을 보장하기 힘들며, 또한 각종 기계 부품이 필요하기 때문에 제작공정의 복잡화를 초래하고 단가 상승의 원인이 된다.
또한, 종래 CCD가 구현하는 전하 이동 메커니즘은 1차원 단방향 혹은 1차원 양방향으로 영상을 센서 내에 취득한 후 이를 변환 하는 과정에서 대부분 사용된다. 즉 전하가 축적되고 있는 시간동안은 전하 이동을 하지 아니하고, 전하축적이 끝난 뒤에 데이터 변환을 위하여 전하를 병렬 및 직렬로 이동시키는 방법을 사용해 왔다. 따라서 종래의 기술은 상의 흔들림을 전하축적 단계에서부터 원천적으로 해결하고 선명한 영상을 얻는 데는 한계가 있어 왔다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 종래의 기계적인 떨림 보정방식을 탈피하여 보다 정확한 보정과 빠른 응답을 보장 할 수 있는 전자적인 보정 방식 을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 종래의 1차원 방향의 전하이동 방식을 탈피하고, 영상을 촬영하는 과정에서도 구현 가능한 2차원 4방향 또는 8방향 전하이동 방식을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 2차원 전하이동 방법은, 외 부 물체의 움직임 신호를 셔터의 개폐를 통하여 영상을 취득 한 후, 상기 영상 신호를 2차원의 매트릭스 방식으로 연속해서 배열된 각각의 단위픽셀로 인가하여 전하이동을 구현하는 CCD 센서 또는 상기 CCD 센서와 CMOS 센서를 결합한 형태의 하이브리드(Hybrid) 센서의 전하이동 방법에 있어서, (a)상기 단위픽셀은 각각의 단위픽셀을 2차원 정방향 매트릭스 방식으로 N2 (N은 3이상의 자연수)개로 균등 분할하여 형성된 N2개의 분할상을 포함하며, (b)상기 각각의 분할상은 전압 인가 방식으로 구동되며, 상기 전압 인가 시 상기 각각의 분할상과 일대일 대응하여 인접한 다른 분할상에 영향을 미치지 않도록 하는 독립적인 전압 제어를 구현함으로써, (c)상기 각각의 단위픽셀 내에 축적된 전하를 2차원 방향을 갖는 경로로 자유로이 이동 가능케 하는 2차원 전하이동 방법을 제공한다.
본 발명은 촬상 장치의 떨림을 전자적인 방식으로 보정함으로써 빠른 응답시간과 기계적인 구동을 필요하지 않게 제작됨으로써, 보다 적은 에너지로 더욱 정밀한 떨림 보정을 구현하는 기술적 장점이 있다.
또한 본 발명은 2차원 방식의 전하 이동을 구현함으로써, 물체 혹은 촬상 장치가 어느 방향으로 이동을 하든지 모두 대응하여 보상 가능 하도록 하여 기계 방식의 떨림 보정에 비하여 손색없는 부품 절감 및 우월한 성능을 실현 할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 의한 CCD 센서 내부와 주변회로의 구성을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 2 차원 방향으로 전하를 이동시키는 CCD 센서(35)는 구동신호발생부(37), 구동신호제어부(41), 단위픽셀(36), 시리얼 전송부(43), 전하-전압 변환기(45), 증폭기(47), 신호 전송부(38)를 포함한다.
상기 구동신호발생부(37)는 외부의 셔터 신호, 클럭신호 뿐만 아니라 물체의 이동 신호를 인가 받아 상기 구동신호제어부(41)로 상기 신호들을 전달한다. 구동신호제어부(41)는 각각의 단위픽셀(36)을 분할하여 생긴 각각의 분할상에 일대일 대응하여 독립적인 제어가 가능하도록 전압을 인가시키는 기능을 한다.
시리얼전송부(43)는 상기 단위픽셀(36)에서 축적된 전하를 받아들인 후 상기 전하를 전압 변환기(45)에게 이동시킨다. 전하-전압 변환기(45)는 전하량에 비례하여 전하량을 전압으로 변환 시킨다. 증폭부(47)는 상기 전압을 원하는 만큼 증폭시키고, 신호전송부(38)는 상기 증폭된 전압에 의해 발생한 이미지 신호를 전송시킨다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 1단위픽셀 9상 분할의 연결회로를 도시한 것이다.
도2를 참조하면, 1개의 단위픽셀 내에 3 × 3 의 정방형 매트릭스(Matrix) 형태로 균등 분할된 상 (이하, "분할상"(divided phase) 이라 한다.)이 형성되며, 차례로 제1 분할상 내지 제3 분할상, 제4 분할상 내지 제6 분할상, 제7 분할상 내 지 제9 분할상을 갖는 정방형 매트릭스 구조를 갖는다. 마찬가지로 인접한 단위픽셀도 동일하게 상기 3 × 3의 정방형 매트릭스 구조를 갖는 9개의 분할상을 갖는다.
복수개의 단위픽셀 내에서 각각 동일한 위치에 있는 분할상 들은 동일한 위상(Phase)을 가지며, 상기 동일한 위상에 동일한 크기의 전압을 인가함으로써 상기 제2 분할상 내지 제9 분할상 모두를 턴 온 시킬 수 있다.
전압을 인가할 때 각각의 단위픽셀 경계에는 전압이 인가되지 않도록 하여 각각의 단위픽셀에 있는 전하는 서로의 경계를 침범하지 아니하고, 상기 각각의 단위픽셀 내에서 축적될 수 있다. 축적될 전하의 량은 인가되는 전압의 세기와 인가된 전압이 미치는 영역의 넓이에 비례한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 9상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 우측, 좌측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 전하의 1단위픽셀 우측, 좌측 이동에 대한 1 사이클 과정을 수행하기 위해 정적상태(201), 1단위픽셀 우측 이동의 제 1단계(202), 1단위픽셀 우측 이동의 제 2단계(203), 1단위픽셀 우측 이동의 제 3단계(204), 1단위픽셀 우측 이동의 제 4단계(205), 1단위픽셀 우측 이동의 제 5단계(206), 1단위픽셀 우측 이동의 제 6단계(207)를 갖는다.
상기 정적상태(201)는 제5 분할상에 인가된 전압을 일정하게 유지 시켜 줌으로써 전하의 수집(Collect)을 가능케 하고 이웃한 단위픽셀로 전하의 이동을 막는다.
상기 1단위픽셀 우측 이동의 제 1단계(202)는 전압이 인가된 제5 분할상의 인접한 제 6분할상에 동일한 전압을 인가한다. 동일한 전압이 이웃한 상에 인가되면 축적된 전하는 자유로이 우측으로 이동 할 수 있으며, 두 상에 축적된 전하의 양이 같아 질 때까지 순간적인 전하의 이동이 이루어진다.
상기 1단위픽셀 우측 이동의 제 2단계(203)는 제5 분할상에 인가된 전압을 해제하고, 제6 분할상에만 전압을 인가한다. 이 과정을 통해 중앙에 있는 제5 분할상에 있던 전하는 우측의 제6 분할상에 모두 몰리게 되어 결과적으로 중앙의 전하들이 모두 우측으로 이동되는 결과를 얻게 된다.
상기 1단위픽셀 우측 이동의 제 3단계(204)는 제6 분할상의 전압을 유지한 채로 상기 제6 분할상에 인가된 동일한 크기의 전압을 제4 분할상에 인가한다. 이 과정을 통해 상기 1단위픽셀 우측 이동의 제 1단계(202)와 동일한 방식으로 상기 제6 분할상과 상기 제4 분할상에 축적된 전하의 량이 같아 질 때까지 순간적인 전하의 이동이 이루어진다.
상기 1단위픽셀 우측 이동의 제 4단계(205)는 상기 1단위픽셀 우측 이동의 제 2단계(203)와 유사한 방식으로 제6 분할상에 인가된 전압을 해제하고, 제4 분할상에만 전압을 인가한다. 이 과정을 통해 우측의 제6 분할상에 있던 전하는 좌측의 제4 분할상에 모두 몰리게 되어 결과적으로 우측의 전하들이 모두 좌측으로 이동되는 결과를 얻게 된다.
상기 1단위픽셀 우측 이동의 제 5단계(206)는 전압이 인가된 제4 분할상에 인접한 제5 분할상에 동일한 전압을 인가한다. 동일한 전압이 이웃한 상에 인가되 면 축적된 전하는 자유로이 우측으로 이동 할 수 있으며, 두 상에 축적된 전하의 량이 같아 질 때까지 순간적인 전하의 이동이 이루어진다.
상기 1단위픽셀 우측 이동의 제 6단계(207)는 제4 분할상에 인가된 전압을 해제하고, 제5 분할상에만 전압을 인가한다. 이 과정을 통해 좌측에 있는 제4 분할상에 있던 전하는 중앙에 있는 제5 분할상으로 모두 이동되는 결과를 얻게 되며, 결국 사이클의 처음상태인 정적상태(201)와 같아진다.
도 4는 도 3의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도4를 참조하면, 1사이클을 기준픽셀에서 인접한 다음 픽셀로 상하 방향 또는 좌우 방향으로 전하를 이동하는데 걸리는 시간으로 정의 하면, Tt 는 1픽셀만큼 전하가 이동하는데 걸리는 주기를 의미하며, fmax는 1사이클 행할 때 전하의 최고 이동 주파수를 의미하며, Tt는 fmax와 역수 관계에 있다. Ts는 외부 이동 신호가 없는 경우 전하가 이동하지 않고 전하가 정적으로 축적되는 시간을 의미한다.
도4를 도3과 연계해서 설명하면, 상기 도3의 정적상태(201)로부터 시작하여 마지막 동작인 1픽셀 우측 이동의 제 5단계(206)의 6단계를 1사이클로 해서 1주기(Tt)가 마침을 알 수 있고, 상기 각 단계(201 내지 206)는 동일한 간격 즉, 동일한 시간을 갖고 수행됨을 알 수 있다. 즉 총 6단계를 1주기(Tt)로 하므로 각 단계는 1/6 Tt를 갖는다. 상기 각 단계에서의 구체적인 전압인가 방식은 이미 도3에서 상 세히 설명했으므로 생략한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 9상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 대각 상우측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 상기 도3에서와 유사한 방식으로, 전하의 1단위픽셀 대각 상우측 이동에 대한 1 사이클 과정을 수행하기 위해 정적상태(301), 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 1단계(302), 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 2단계(303), 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 3단계(304), 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 4단계(305), 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 5단계(306), 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 6단계(307)를 갖는다.
이하, 상기 도3에서와 유사한 방식으로 상기 각 단계(301 내지 307)를 상세히 설명한다.
상기 정적상태(301)는 제5 분할상에 인가된 전압을 일정하게 유지 시켜 줌으로써 전하의 수집(Collect)을 가능케 하고 이웃한 단위픽셀로 이동하는 것을 막는다.
상기 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 1단계(302)는 전압이 인가된 제5 분할상에 인접한 제 3분할상, 제 4분할상, 제 6분할상 각각에 동일한 전압을 인가한다. 동일한 전압이 이웃한 상에 인가되면 축적된 전하는 자유로이 상측, 우측, 대각상우측으로 이동 할 수 있으며, 상기 4상에 축적된 전하의 양이 같아 질 때까지 순간적인 전하의 이동이 이루어진다.
상기 1단위픽셀 대각 상우측이동의 제 2단계(303)는 제2 분할상, 제5 분할 상, 제6 분할상 각각에 인가된 전압을 해제하고, 제3 분할상에만 전압을 인가한다. 이 과정을 통해 제2 분할상, 제5 분할상, 제6 분할상에 있던 전하는 대각 상우측의 제3 분할상으로 모두 이동되는 결과를 얻게 된다.
상기 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 3단계(304)는 제3 분할상의 전압을 유지한 채로 제1 분할상, 제7 분할상, 제9 분할상 각각에 상기 제3 분할상에 인가된 전압의 크기와 동일한 크기의 전압을 인가한다. 이 과정을 통해 상기 제3 분할상과 상기 제1 분할상, 제7 분할상, 제9 분할상에 축적된 전하의 양이 같아 질 때까지 순간적인 전하의 이동이 이루어진다.
상기 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 4단계(305)는 제1 분할상, 제3 분할상, 제9 분할상 각각에 인가된 전압을 해제하고, 제7 분할상에만 전압을 인가한다. 이 과정을 통해 상기 제1 분할상, 제3 분할상, 제9 분할상 각각에 있던 전하는 대각 하좌측의 제7 분할상으로 모두 이동되는 결과를 얻게 된다.
상기 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 5단계(306)는 전압이 인가된 제7 분할상과 동일한 크기의 전압을 제4 분할상, 제5 분할상, 제8 분할상 각각에 인가한다. 이 과정을 통해 제7 분할상에 축적된 전하는 자유로이 상기 제4 분할상, 제5 분할상, 제8 분할상 각각으로 이동 할 수 있으며, 상기 4상에 축적된 전하의 양이 같아 질 때까지 순간적인 전하의 이동이 이루어진다.
상기 1단위픽셀 대각 상우측 이동의 제 6단계(307)는 제4 분할상, 제7 분할상, 제8 분할상 각각에 인가된 전압을 해제하고, 제5 분할상에만 전압을 인가한다. 이 과정을 통해 제4 분할상, 제7 분할상, 제8 분할상 각각에 있던 전하는 중앙에 있는 제5 분할상으로 모두 이동되는 결과를 얻게 되며, 결국 사이클의 최초 상태인 정적상태(301)와 같아진다.
도 6은 도 5의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
상기 도4를 설명할 때와 동일한 방식이 적용되므로 구체적인 설명은 생략한다.
마찬가지로, 1단위픽셀 9상 분할에 있어서 상측, 하측 방향에 대한 전하이동 방식과 대각상좌측, 대각하우측 방향에 대한 전하이동에 대해서도 실시할 수 있고, 상기 도3 내지 도6에서 설명한 방식을 통해 충분히 유추할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 1단위픽셀 9상 분할에 대한 제1 실시예에 따른 전하이동에 있어서 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.
첫째, 단위픽셀 내의 각 분할상은 독립적으로 구동되도록 연결되어 있고, 동일한 위상을 갖는 각각의 단위픽셀 내 각 분할상은 일괄적으로 전압 인가 또는 전압 해제 할 수 있다.
둘째, 단위픽셀 내 축적되는 전하는 단위픽셀 내 분할상의 전압 인가 방식에 의해 4방향 (상, 하, 좌, 우) 또는 8방향 (상, 하, 좌, 우, 대각상우, 대각하좌, 대각상좌, 대각하우) 중 임의 방향으로 이동 할 수 있다.
셋째, 전하이동이 이동할려고 하는 기준단위픽셀에서 인접한 단위픽셀로 이동하는 것을 1사이클로 정의 할 경우, 상기 4방향 또는 상기 8방향 모두 6단계를 1주기로 갖으며, 각 단계를 수행시 동일한 시간이 소요되므로 결국 1주기 시간도 동일하다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 1단위픽셀 16상 분할의 연결회로를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 상기 도2와 같이 각 분할상의 전압인가 방식, 연결 등은 동일한 방식이 적용되므로 구체적인 설명은 생략한다.
다만, 도 2와 차이가 있다면, 1개의 단위픽셀 내에 4 × 4의 정방형 매트릭스(Matrix) 형태로 균등 분할된 상 (이하, "분할상"(divided phase) 이라 한다.)이 형성되며, 차례로 제1 분할상 내지 제4 분할상, 제5 분할상 내지 제8 분할상, 제9 분할상 내지 제12 분할상, 제13 분할상 내지 16분할상의 정방형 매트릭스 구조를 갖는다. 마찬가지로 인접한 단위픽셀도 동일하게 상기 4 × 4의 정방형 매트릭스 구조를 갖는 16개의 분할상을 갖는다.
이하, 제2 실시 예에 의해 구현되는 전하이동 방식(도8, 도10, 도12, 도14) 및 상기 전하이동 방식의 각각의 도에 대응하는 전압인가 방식(도9, 도11, 도13, 도15)은 이미 제1 실시 예를 설명할 때 충분히 설명한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 16상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 우측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 9는 도 8의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 16상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 상측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 11은 도 10의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 16상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 대각 상우측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 13은 도 12의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 16상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 대각 상좌측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 15는 도 14의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
이상에서 1픽셀 16상 분할에 대한 제2 실시 예에 따른 전하이동에 있어서 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.
첫째, 단위픽셀 내의 각 분할상은 독립적으로 구동되도록 연결되어 있고, 동일한 위상을 갖는 각각의 단위픽셀 내 각 분할상은 일괄적으로 전압 인가 또는 전압 해제 할 수 있다.
둘째, 단위픽셀 내 축적되는 전하는 단위픽셀 내 분할상의 전압 인가 방식에 의해 4방향 (상, 하, 좌, 우) 또는 8방향 (상, 하, 좌, 우, 대각상우, 대각하좌, 대각상좌, 대각하우) 중 임의 방향으로 이동 할 수 있다.
셋째, 전하이동이 이동할려고 하는 기준단위픽셀에서 인접한 단위픽셀로 이동하는 것을 1사이클로 정의 할 경우, 상기 4방향 또는 상기 8방향 모두 9단계를 1주기로 갖으며, 각 단계를 수행시 동일한 시간이 소요되므로 결국 1주기 시간도 동일하다.
마찬가지 방식으로, 단위픽셀을 N × N (N은 3이상의 자연수)로 분할하고 상기 제1 실시예(N=3), 제2 실시 예(N=4)에서 적용한 방식과 동일한 방식을 적용함으로써, 발명자가 원하는 최적의 또 다른 실시 예를 구현할 수 있음은 당연하다.
이하, 본 발명의 전하 이동 방식을 응용한 다양한 형태의 실시 예를 설명한다.
도 16은 본 발명의 전하 이동 방식을 응용하여 흔들림 신호를 처리하는 실시예를 도시한 것이다.
도1과 도16을 참조하면, 셔터의 개구간을 통해 외부의 이동하는 물체로부터 흔들림 신호를 취득한 후 상기 흔들림 신호를 구동신호 생성부(37)에 보낸다. 상기 구동신호 생성부(37)는 구동신호제어부(41)로 신호를 보내 CCD 내에서 물체상의 이동에 대응하여 거시적으로 상기 물체상의 이동과 유사하도록 근사를 한다. 즉 상기 물체상의 이동 자취에 대응하여 최대한 유사한 방향으로 본 발명에 의한 2차원 전하이동 방식에 따라 8방향 또는 4방향으로 전하를 이동시킨다.
이를테면, 도 16에서 도시된 것처럼 물체상의 이동 경로가 대략 우상대각방향, 우방향, 우하대각방향, 우방향, 우상대각방향의 포물선 형태일 경우, 상기 물체상의 이동 경로를 작은 면적을 갖는 미소단위로 분할 한 후 상기 물체상의 이동 경로에 가장 유사한 방향을 갖도록 본 발명의 8방향 전하이동 방식 중에서 택하면, 우상대각방향, 우방향, 우하대각방향, 우방향, 우상대각방향으로 근사 시킬 수 있다.
도 17은 본 발명의 전하 이동 방식을 응용하여 빛으로부터 보호되는 영역이 있는 경우 2차원 전하이동 방식을 구현한 것이다.
전자식 셔터를 이용하는 CCD의 경우 인터라인 트랜스퍼(INTERLINE TRANSFER)방식을 사용한다. 인터라인 트랜스퍼(INTERLINE TRANSFER) 방식은 상기 CCD 셀이 짝수 줄과 홀수 줄로 나누어 한 줄은 빛에 노출이 되게 하는 방식으로, 이웃한 다른 줄은 빛으로부터 차단시키는 방식으로 하여 셔터의 개폐 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.
셔터가 열려 있는 경우 빛으로부터 노출된 셀에 전하를 축적하고, 셔터가 닫힌 경우 축적된 전하를 이웃한 빛으로부터 차단(보호)된 셀로 이동시켜 더 이상 빛의 영향을 받지 않도록 한다. 상기와 같은 방식을 이용함으로써 기계적인 셔터 방식을 간편하게 전자적인 셔터 방식으로 전환할 수 있다.
본 발명에 의한 2차원 전하의 이동방법을 상기 인터라인 트랜스퍼(INTERLINE TRANSFER)방식에 적용하려면 특히 다음 사항을 고려해야 한다.
본 발명에 의해 전하의 축적이 이루어지고 있는 동안에 대각 혹은 수평방향으로 전하를 이동하는 경우, 빛으로부터 차단(보호)된 셀(Shielded vertical transfer registers)을 고려해서 전하를 이동해야 한다. 즉, 전하가 축적되고 있는 셀이 대각 혹은 수평방향의 또 다른 전하가 축적되고 있는 셀로 이동하기 위해서 수평 방향으로 상기 제1과 제2 실시 예와 비교하여 수평으로 보다 넓은 영역으로 확장 하여 이동해야 한다. 왜냐하면, 빛으로부터 차단된(보호)된 분할상 영역으로 인하여 가로 세로 상 개수의 비율이 다르고, 또한 빛으로부터 차단된(보호)된 영역은 전하의 축적이 이루어 지지 않으므로 이를 보상하여 이동해야 하기 때문이다.
셔터를 닫은 후에는 기존의(1차원) 전하이동 방식을 사용하는 인터라인 트랜스퍼 방식과 동일하게 빛으로부터 차단(보호)된 셀 영역으로 전하를 이동시킨 후 이동시킨 전하에 대해서 영상으로 최종변환 한 후 이를 전송한다.
이하, 빛으로부터 차단된 셀을 포함한 분할 방식, 분할 개수 및 분할상이 단위픽셀 내에서 차지하는 위치에 대해 상세히 설명한다.
도 18은 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상을 갖는 경우 '18상(相)9개(開)9폐(閉)'구조를 나타낸 것이다.
상기 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상인 경우, 빛으로부터 차단된 셀을 포함한 경우에 총 18상 (2N2 에서 N=3 인 경우)을 갖는다. 이는 9상(相)을 세로 방향으로 균등 분할하여 18개 상을 얻는 방식으로 9개의 분할상은 빛에 대해 열리고(開), 9개의 빛으로부터 차단된 셀은 빛에 대해 닫히는(閉) 구조('18상(相)9개(開)9폐(閉)'구조)를 예시한 것이다.
도 18을 참조하면, 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상을 갖는 경우, 제1, 제4, 제7 분할상을 1열로 하고, 상기 분할상의 각각에 대응하여 인접 배열된 제1, 제4, 제7의 빛으로부터 차단된 셀 영역을 갖는다. 제2, 제5, 제8 분 할상을 2열로 하고, 상기 분할상의 각각에 대응하여 인접 배열된 제2, 제5, 제8의 빛으로부터 차단된 셀 영역을 갖는다. 제3, 제6, 제9 분할상을 3열로 하고, 상기 분할상의 각각에 대응하여 인접 배열된 제3, 제6, 제9의 빛으로부터 차단된 셀 영역을 갖는다.
도 19는 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상을 갖는 경우 '18상(相)15개(開)3폐(閉)'구조를 나타낸 것이다.
도 19를 참조하면, 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태(N=3)의 분할상을 갖는 경우 9상을 세로 방향으로 균등 분할하여 총 18개 상(2N2 에서 N=3 인 경우)을 얻고, 픽셀 중앙 셀의 분할된 한쪽 셀만을 빛으로부터 차단 시키는 '18상(相)15개(開)3폐(閉)' 구조를 예시한 것이다.
도 20은 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상을 갖는 경우 '12상(相)9개(開)3폐(閉)'구조를 나타낸 것이다.
도 20을 참조하면, 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상을 갖는 경우 9상에 1열3상을 추가하여 총 3행4열 12상(4/3 N2 에서 N=3 인 경우)을 만든 후 중앙의 1열에 대하여 빛으로부터 차단시키는 '12상(相)9개(開)3폐(閉)' 구조를 예시한 것이다.
상기 도18 내지 도 20을 통해 알 수 있듯이, 단위픽셀 내에서 분할되는 상이 차지하는 면적, 너비는 동일한 크기를 갖지만, 분할되는 면적은 필요에 따라 다양한 크기를 갖도록 분할 할 수 있다.
도 21은 '12상(相)9개(開)3폐(閉)'구조에서 대각 상우측 전하이동을 1 사이클로 할 경우 각 단계에서 전압이 인가되는 상태를 도시한 것이다.
이하, 상기 도 21을 도5, 도12와 연계해서 상세히 설명한다.
상기 도5, 도12에서 이미 설명한 방식은 도 21에서 구현되는 전압인가 방식에 유사하게 적용할 수 있다. 즉, '12상(相)9개(開)3폐(閉)' 구조에서 대각 상우측 전하이동은 정적상태에서부터 5단계를 거쳐 다시 정적상태로 이르는 단계를 1사이클로 할 경우, 각 단계에서 전압이 인가되는 방식은 상기 도5, 도12에서 이미 설명한 방식과 동일하다. 다만, 도 21은 도5, 도12에 비해 2가지 차이점이 있다. 첫째, 정적 상태에서 가로 세로 분할상의 비율이 다른 특징으로 인하여 빛으로부터 차단된 영역에도 전하 축적 시 전압을 인가하여 도 5의 한 개의 분할 상에 전압을 인가 할 때 보다 많은 양의 전압을 저장할 수 있도록 선택적으로 전압을 인가할 수 있는 점이다. 둘째, 전하 이동시 세로방향으로 전압이 인가된 분할 상의 개수는 도 5와 동일하지만 가로방향으로 전압이 인가된 분할상의 개수는 도 5에 비하여 1개상씩 증가하여 빛으로 차단된 영역을 보상할 수 있도록 전하 이동이 이루어지는 점이다.
도 22는'12상(相)9개(開)3폐(閉)'구조에서 영상 취득이후 수직이동을 위한 전압 인가 상태를 도시한 것이다. 파란색으로 표시한 분할상은 전송 시 전압이 인가된 분할상을 보여준다. 이때 인가되는 전압은 전하 축적 시 인가되는 전압과 다를 수 있다.
도 22를 참조하면, 전하 축적이 끝난 후 전하이동은 기존의 인터라인 트랜스 퍼 방식과 동일하다. 즉 빛으로부터 차단된 영역으로 전하를 모두 이동 시킨 후 수평간 전하이동은 차단되고, 기존의 3상분할 CCD와 동일한 방법의 1차원 수직이동과 직렬 전송이 이루어져 영상을 취득할 수 있게 된다.
상기 실시 예는 3 × 3 (N=3) 매트릭스 형태에 대해서 구현되는 것을 도시했지만, 이에 국한 되지 않고 4 × 4 (N=4) 이상의 매트릭스 형태에 대해서도 동일한 방식으로 다양하게 변형되어 실시할 수 있음은 당연하다.
도 23은 본 발명의 복합모드를 갖는 CCD 센서를 구현하는 복합모드 상태를 도시한 것이다.
도 23을 참조하면, 상기 제1모드는 흔들림 보정이 없는 반면 4분할이 1개의 화소 역할을 하므로 고해상도에 해당된다. 반면, 제 2모드는 16분할이 1개의 화소 역할을 하므로 저해상도에 해당한다. 따라서 상기 제1모드는 상기 제 2모드에 비해 4배의 해상도를 갖는다. 예를 들어, 1000 x 1000(1백만 화소)의 화소를 16분할 흔들림 보정으로 제작하는 경우 상기 제 1모드는 2000 x 2000(4백만 화소)이 되며, 상기 제 2모드는 기본 해상도 1000 x 1000(1백만 화소)을 그대로 유지한다.
이하 상기 제1모드와 제2모드를 구성하는 분할상 및 구동하는 방식을 상세히 설명한다.
먼저 상기 제2 모드를 구성하는 분할상을 살펴보면, 상기 제2 모드는 상기 제1 모드에 대응하여 16개의 분할상을 2 x 2 매트릭스 형태로 그루핑(Grouping) 하여 상기 제1 모드의 단위픽셀(16상 1화소) 보다 작은 크기를 갖는 4개의 단위픽셀(4상 4화소)을 형성한다. 따라서 상기 단위픽셀 각각은 정방형 매트릭스 형태로 4개의 새로운 상(상1, 상2, 상3, 상4)을 갖는 구조를 형성한다.
상기 새로운 상1은 제2 모드의 (1,3,9,11) 분할상에 대응하여 각각의 단위픽셀 내에서 동일한 위상을 갖고 개별구동 된다. 마찬가지로 상기 새로운 상2, 상3, 상4는 제2모드의 (2,4,10,12)(5,7,13,15)(6,8,14,16) 분할상에 대응하여 각각의 단위픽셀 내에서 동일한 위상을 갖고 개별구동 된다.
상기 제2모드는 1단위픽셀 내에 16상 분할상을 갖도록 구성되고, 각각의 16상 분할상 각각은 본 발명에 의한 2차원 전하이동 방식에 따라 개별구동 되며, 또한 흔들림 신호 보정기능을 갖는다.
도 24는 본 발명에 따라 전압인가 할 경우 발생되는 고전압 문제를 해결하기 위한 전압인가 방법을 도시한 것이다.
전하를 축적할 수 있는 양은 전압이 인가된 영역과 그 면적에 비례하여 증가한다. 따라서 정적상태에 있는 1개의 상에만 전압을 인가할 경우 여러 개의 상에 전압을 인가한 경우보다 더 많은 전압을 필요로 하는 문제가 발생한다.
상기 문제를 개선하기 위하여 인접한 분할 영역에 같은 크기의 전압을 걸어 주면 적은 전압으로 많은 전하를 수용할 수 있게 된다. 하지만 모든 영역에 전압을 걸어 주게 되면 인접한 화소와 전하가 섞이게 되어 이미지를 얻을 수가 없게 되며, 결과적으로 CCD 기능을 발휘하지 못한다.
도24를 참조하면, 본 발명은 상기 문제를 해결하는 방안으로 경계의 분할 영역만 남겨두고 나머지 영역에 전하를 인가하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 즉 전압을 인가하는 영역은 중앙에 기본전압이 인가된 영역을 기준으로 할 때 차례로 상 우 대각상우, 상 좌 대각상좌, 하 좌 대각하좌, 하 우 대각하우 영역이다.
상기 실시예는 3 × 3 매트릭스 형태에 대해서 구현되는 것을 도시했지만, 이에 국한 되지 않고 4 × 4 이상의 매트릭스 형태에 대해서도 동일한 방식으로 다양하게 변형되어 실시할 수 있음은 당연하다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 본 발명에 의한 CCD 센서 내부와 주변회로의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 1단위픽셀 9상 분할의 연결회로를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 9상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 우측, 좌측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 9상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 대각 상우측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 1단위픽셀 16상 분할의 연결회로를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 16상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 우측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 9는 도 8의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 16상 분할에 있어서 전하의 1단위픽 셀 상측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 11은 도 10의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 16상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 대각 상우측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 13은 도 12의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 16상 분할에 있어서 전하의 1단위픽셀 대각 상좌측 이동에 대한 1 사이클 과정을 도시한 것이다.
도 15는 도 14의 실시를 구현하는 과정에 있어서 각 상에 구동 전압을 인가하는 과정을 타임차트로 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 전하 이동 방식을 응용하여 흔들림 신호를 처리하는 실시예를 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 전하 이동 방식을 응용하여 빛으로부터 보호되는 영역이 있는 경우 2차원 전하이동 방식을 구현한 것이다.
도 18은 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상을 갖는 경우 '18상(相)9개(開)9폐(閉)'구조를 나타낸 것이다.
도 19는 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상을 갖는 경우 '18상(相)15개(開)3폐(閉)'구조를 나타낸 것이다.
도 20은 단위 픽셀 내에 3 × 3 매트릭스 형태의 분할상을 갖는 경우 '12 상(相)9개(開)3폐(閉)'구조를 나타낸 것이다.
도 21은 '12상(相)9개(開)3폐(閉)'구조에서 대각 상우측 전하이동을 1 사이클로 할 경우 각 단계에서 전압이 인가되는 상태를 도시한 것이다.
도 22는'12상(相)9개(開)3폐(閉)'구조에서 영상 취득이후 수직이동을 위한 전압 인가 상태를 도시한 것이다.
도 23은 본 발명의 복합모드를 갖는 CCD 센서를 구현하는 복합모드 상태를 도시한 것이다.
도 24는 본 발명에 따라 전압인가 할 경우 발생되는 고전압 문제를 해결하기 위한 전압인가 방법을 도시한 것이다.

Claims (24)

  1. 외부의 물체의 움직임 신호를 셔터의 개폐를 통하여 영상을 취득 한 후, 상기 영상 신호를 2차원의 매트릭스 방식으로 연속해서 배열된 각각의 단위픽셀로 인가하여 전하이동을 구현하는 CCD 센서 또는 상기 CCD 센서와 CMOS 센서를 결합한 형태의 하이브리드 센서의 전하이동 방법에 있어서,
    (a)상기 단위픽셀은 각각의 단위픽셀을 2차원 정방향 매트릭스 방식으로 N2 (N은 3이상의 자연수)개로 균등 분할하여 형성된 N2개의 분할상을 포함하며,
    (b) 상기 각각의 단위픽셀 내의 동일 위상을 갖는 상기 각각의 분할상에 동일 전압을 인가함으로써
    (c)상기 각각의 단위픽셀 내에 축적된 전하를 2차원 방향을 갖는 경로로 자유로이 이동 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 2차원 전하이동방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b)의 전압인가 방식은
    각각의 단위픽셀 내에서 동일 위상을 갖는 각각의 분할상을 동시에 일괄 제어하는 것을 특징으로 하는 2차원 전하이동방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (b)의 전압인가 방식은
    단위픽셀 내 기준분할상과 인접한 다른 분할상에 전압을 인가하여 축적된 전하를 균등하게 분배하고, 상기 인접한 다른 분할상 중 전하를 축적하기 원하는 분할 상을 제외하고 모두 전압을 해제 함으로 전하이동을 구현하는 것을 특징으로 하는 2차원 전하이동방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (c)의 2차원 전하이동 방향은
    상, 하, 좌, 우 4방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (c)의 2차원 전하이동 방향은
    상, 하, 좌, 우, 대각상좌, 대각하우, 대각상우, 대각하좌 8방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 4방향 이동은
    상기 상, 하, 또는 좌, 우 각각의 방향에 대해서 1사이클을 형성하여 이동할 경우,
    동일한 주기의 시간이 소요되는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 8방향 이동은
    상, 하 또는 좌, 우 또는 대각상좌, 대각하우 또는 대각상우, 대각하좌 각각의 방향에 대해서 1사이클을 형성하여 이동할 경우, 동일한 주기의 시간이 소요되는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  8. 제 4항 또는 제5항에 있어서, 상기 4방향 또는 8방향의 전하이동은
    상기 셔터가 열려 있는 시간 동안에 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  9. 삭제
  10. 각각의 CCD 셀에 빛으로부터 차단된 영역을 두어 빛에 의한 전하 축적 시기와 시간을 제어 할 수 있는 인터라인 트랜스퍼 방식 CCD 센서 전하이동 방법에 있어서,
    (a)상기 단위픽셀은 각각의 단위픽셀을 2차원 정방향 매트릭스 방식으로 N2(N은 3이상의 자연수) 개로 빛으로부터 차단된 영역을 분할영역에 포함하여 균등 분할하여 형성된 총 2N2 개의 분할상을 포함하며,
    (b) 상기 각각의 단위픽셀 내의 동일 위상을 갖는 상기 각각의 분할상에 동일 전압을 인가함으로써
    (c)상기 각각의 단위픽셀 내에 축적된 전하를 상기 빛으로부터 차단된 영역을 고려하여 2차원 방향을 갖는 경로로 자유로이 이동 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 2차원 전하이동방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 (a)의 분할은
    상기 단일픽셀 내에서 상기 분할상과 상기 빛으로부터 차단된 영역이 서로 동일한 크기의 너비를 갖고, 매트릭스 형태로 균등분할 된 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 빛으로부터 차단된 영역은
    상기 단위픽셀 내에 1개 또는 2개 이상 복수 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 빛으로부터 차단된 영역은
    상기 매트릭스 형태의 배열에서 동일한 열 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 (c)의 빛으로부터 차단된 영역을 고려한 전하이동은
    상기 열 배열된 빛으로부터 차단된 영역에 대해 행 배열 방향으로 이동할 경우, 상 기 빛으로부터 차단된 영역을 고려하여 행 방향의 분할상에 대하여 열방향보다 한 개 이상 더 많은 영역으로 이동하여 빛으로부터 차단된 영역으로 인한 수평 수직 분할 비를 극복하고, 전하 축적이 되지 않은 영역을 보상하여 이동하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 (b)의 전압인가 방식은
    각각의 단위픽셀 내 동일 위상을 갖는 각각의 분할상을 동시에 일괄 제어하는 것을 특징으로 하는 2차원 전하이동방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 (b)의 전압인가 방식은
    단위픽셀 내 기준분할상과 인접한 다른 분할상에 전압을 인가하여 축적된 전하를 균등하게 분배하고, 상기 인접한 다른 분할상 중 전하를 축적하기 원하는 분할상을 제외하고 모두 전압을 해제 하는 방법으로 전하이동을 구현하는 것을 특징으로 하는 2차원 전하이동방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 (c)의 2차원 전하이동 방향은
    상, 하, 좌, 우 4방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 (c)의 2차원의 전하이동 방향은
    상, 하, 좌, 우, 대각상좌, 대각하우, 대각상우, 대각하좌 8방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 4방향 이동은
    상기 상, 하, 또는 좌, 우 각각의 방향에 대해서 1사이클을 형성하여 이동할 경우,
    동일한 주기의 시간이 소요되는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 8방향 이동은
    상, 하 또는 좌, 우 또는 대각상좌, 대각하우 또는 대각상우, 대각하좌 각각의 방향에 대해서 1사이클을 형성하여 이동할 경우,
    동일한 주기의 시간이 소요되는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  21. 제 17항 또는 제18항에 있어서, 상기 4방향 또는 8방향의 전하이동은
    상기 셔터가 열려 있는 시간 동안에 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동방법.
  22. 삭제
  23. 전하이동을 구현하는 CCD 센서 또는 상기 CCD 센서와 CMOS 센서를 결합한 형태의 하이브리드 센서에 있어서,
    외부의 셔터 신호, 클럭신호, 물체의 이동신호를 받아 상기 CCD 센서의 각각의 픽셀과 대응되는 상 신호를 생성하는 구동신호생성부;
    각각의 단위픽셀은 상기 단위픽셀을 2차원의 정방형 매트릭스 방식으로 N2(N은 3이상의 자연수) 개로 균등 분할된 분할상을 포함하며, 상기각각의 단위픽셀을 매트릭스 방식으로 연속 배열하여 이루어진 단위픽셀부; 및
    상기 각각의 단위픽셀 내의 동일 위상을 갖는 상기 각각의 분할상에 동일 전압을 인가하는 구동신호 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향의 전하이동을 구현하는 CCD 센서 또는 상기 CCD 센서와 CMOS 센서를 결합한 형태의 하이브리드 센서.
  24. 단위픽셀 내에 N2(N은 3이상의 자연수) 개의 분할상을 갖고, 상기 각각의 단위픽셀 내의 동일 위상을 갖는 상기 각각의 분할상에 동일 전압을 인가하며, 저해상도 흔들림 보정 기능을 갖는 제2 모드 작동 CCD 센서; 및
    상기 제2 모드에 대응하여 상기 N2(N은 3이상의 자연수) 개의 분할상을 매트릭스 형태로 그루핑 하여 다시 복수개의 단위픽셀을 형성하고, 상기 그루핑 하여 형성된 복수개의 단위픽셀 내 동일 위상을 갖는 분할상을 일괄적으로 동시에 각각 구동시키며, 고해상도 흔들림 보정 기능이 없는 제1 모드 작동 CCD 센서를 구비하여 촬상 제작 또는 촬상 시 상기 제2 모드 또는 상기 제1 모드를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 복합 모드 작동 CCD 센서.
KR1020070139791A 2007-12-28 2007-12-28 Ｃｃｄ센서 또는 하이브리드 센서의 2차원 전하이동 방법 KR100891119B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101180387B1 (ko) * 2011-11-21 2012-09-10 동국대학교 산학협력단 엣지 추출을 위한 이미지 센서 및 이를 이용한 엣지 이미지 생성 방법.

Citations (2)

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JPH11142110A (ja) * 1997-11-06 1999-05-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電荷結合素子型光検出器及びそれを用いた距離測定装置
JP2000333081A (ja) 1999-05-21 2000-11-30 Olympus Optical Co Ltd シリアルデータ伝送機能付ｃｍｏｓセンサユニット、それを用いた撮像ユニット及び画像データ送受信システム

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