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사진촬영/사진 배우기

디지털 카메라의 핵심 이미지 센서와 종류 그리고 삼성전자의 아이소셀?



지털카메라와 이전의 카메라의 핵심은?


카메라를 사용하여 사진을 찍으면 보여주는 빛에 반응하는 물질이 있어야 결과물을 볼 수 있습니다.디지털카메라 이전의 사진은 필름사용했는데 필름은 빛에 반응하여 색이 변하는 특수한 물질을 바탕으로 만들어졌습니다. 하지만 디지털사진은 파일로 저장되기 때문에 빛을 디지털신호로 바꾸는 장치가 필요합니다.




지털 이미지센서는?


디지털 이미지 센서는 빛을 받아들여 디지털 신호로 변환하는 디지털 카메라의 가장 핵심적인 부품이라 할 수 있습니다. 반도체 기술을 이용해 제조되는 이미징 센서는 사진의 역사를 완전히 바꾸었습니다. 이 센서는 빛을 이용해 전류를 만들어내는 수많은 포토다이오드들로 이루어져 있습니다. 이 많은 포토다이오드 들이 빛을 받아들여 빛이 강도에 따라 일정한 전류가 만들어지며 이 전류가 회로를 거치면서 파일로 변환됩니다. 그리고 메모리에 저장되는 시스템입니다. 이 포토다이오드는 아주 작은데 어떻게보면 포토다이오드 1개당 1개의 화소의 역할을 한다고 보면 쉽게 이해할 수 있을것 같습니다.





미지 센서의 종류는 어떤것이 있을까?


이미지 센서는 CCD,CMOS 두가지가 있는데 제조방식에 따라서 나뉘게 됩니다. 이것을 전하결합소자라 부르고 상보성금속산화막 반도체라 부르는데 어렵기만 하므로 그냥 넘어가는것이 좋겠습니다. 하여튼 두가지의 센서가 있는데 CCD 이미지 센서는 고화질의 사진촬영에 최적화 되어 초창기 디지털 카메라에서 널리 사용되었던 방식입니다. CMOS방식은 반도체제조 기술의 발전과함께 같이 제조 기술이 발전하면서 저전력소모,저발열을 구현하면서 고화질의 사진촬영이 가능한 센서로 대량생산이 가능하게 되면서 제조비용을 저렴하게 가져갈 수 있는 계기가 되었습니다.



미지 센서의 대세는?


CCD는 디지털카메라 초기의 대세였던 센서였고 당시만해도 노이즈가 적고 안정된 신호를 전송했기 때문에 깨끗한 사진을 얻을 수 있어 디지털 카메라에 널리 사용되었습니다. 초창기의 CMOS는 화질이 떨어져서 고화질사진에는 무리가 있었지만 해가 바뀔대마다 반도체기술의 비약적인 발전으로 CMOS의 이미징 센서도 고화질 촬영이 가능하게 되었습니다. 위에서 말했듯이 제조비용을 획기적으로 줄일 수 있었고 전력소모와 발열이 적어 DSLR 센서에 유리합니다. 과거의 단점인 노이즈등을 줄일 수 있는 기술이 발전하며 최근에는 대부분 CMOS 이미징 센서를 이용한 디지털이 대다수를 이루고 있습니다. 어떤것이 더 좋다고 말하기는 어렵습니다만 값이 저렴하고 대중적으로 널리 판매되고 있는 카메라는 여러가지 장점을 가지고 있는 CMOS이미징 센서가 대부분이기 때문에 대세라고 부를 수 밖에 없습니다.






미지 센서 우리나라 기술력은?


이미지 센서의 기술은 대부분 일본의 광학기술이 앞서있기 때문에 아직은 미치치 못하는 수준입니다. 하지만 반도체하면 우리나라도 삼성전자라는 반도체1위 업체가 있지요. 삼성의 반도체기술을 앞세워 최근 CMOS 이미지 센서를 개발했습니다. 이것은 스마트폰 카메라의 이야기인데 센서크기는 작아지면서 픽셀 수는 증가함에 따라 작은 픽셀 크기로도 선명한 사진을 얻을 수 있는 아이소셀이라는 차세대 기술을 발표했습니다. 삼성전자는 최근 CMOS 이미지 센서 시장에서 센서 크기는 작아지면서 픽셀 수는 증가함에 따라 작은 픽셀 크기로도 선명한 사진을 얻을 수 있는 아이소셀이 대안 기술이 될 것으로 기대하고 있습니다. 삼성전자는 최근 미국에서 열린 국제고체회로학회(ISSCC) 2015 기조연설자로 나서 "각 화소간 거리가 1.1마이크로미터(㎛)인 신형 아이소셀 제품 개발에 성공했다"며 "이면조사형 이미지센서(BSI) 이후 세대부터 삼성전자의 이미지센서 기술력이 소니를 앞섰다"고 강조했습니다. 아직은 센서의 크기가 카메라의 모든 성능을 좌우하는 핵심이지만 아이소셀과 같은 크기가 작아도 선명한 사진을 얻을 수 있는 기술들이 개발되어 과연 크기와 비례하지 않는 성능의 DSLR을 멀지않은 미래에 만나볼 수 있지 않을까 생각해봅니다.