디지털 카메라 구입 팁 - 화소수와 CCD 크기

[gary_moore]

CCD는 무엇인가?

 

디지털 카메라를 구매할 때 가장 먼저 고려하는 사항이 화소수 일 것 입니다. 디지털 카메라의 화소수를 결정짓는 핵심적인 요소는 무엇일까요?  CCD 또는 CMOS 와 같은 이미지 센서 입니다.

디지털 카메라에서 이미지 센서의 역할은 필름 카메라에서 필름과 같은 역할을 합니다. 디지털 카메라에 사진이 찍히는 원리는 렌즈를 통과해 들어온 빛의 명암과 색감을 이미지 센서가 전기적인 신호로 바꿔 줍니다.

 이 전기적 신호는 디지털 신호로 바꿔주는 변환장치를 통해 디지털 신호로 변환되며 이미지 처리 장치를 통해 이미지 파일의 형태로 메모리에 저장 됩니다.

CCD와 CMOS

디카에 사용되는 이미지 센서는 보통 CCD(charge coupled devices)와 CMOS(complementary metal oxide semi-conductor) 2 가지 방식 중 하나를 선택해 사용하고 있습니다. 이미지 센서의 방식은 다르지만 사진이 찍히고 저장되는 기본 원리는 같습니다.

CCD는 약한 빛에도 민감하게 반응하며 이미지 퀄리티가 높아 대부분의 디카는 CCD 방식을 채택하고 있습니다. CCD는 생산 공정이 까다롭고 생산 단가가 비싸다는 단점이 있습니다만 고화질을 구현 하는데 적합한 방식이기 때문에 가장 널이 쓰이고 있습니다.

CMOS 센서는 CCD에 비해 생산 단가가 적게 들고 생산과정도 비교적 덜 까다로워서 저가형 디지털 카메라나 웹캠의 센서로 사용되고 있습니다. 그러나 최근 개발되고 있는 CMOS 이미지센서는 전문가용 카메라에도 널리 쓰일 만큼 고화질 구현이 가능해졌습니다. 실제 Canon D-SLR 시리즈나 kodak의 DCS14n과 같은 전문가용 D-SLR들도 CMOS 센서를 채용하고 있습니다.

CCD는 큰 게 좋다!

CCD는 화소수도 중요하지만 그 크기도 매우 중요합니다. 디지털 카메라의 제품 사양을 살펴보면 같은 300만 화소 제품이라도 이미지 센서의 크기가  1/2.7인치인 제품이 있고 1/1.8인치인 제품이 있습니다.  

기술력이 뒷바침 되면서 CCD의 크기는 줄이면서 화소수는 그대로 유지할 수가 있기 때문 입니다.그러나 무작정 CCD 크기는 줄이고 화소수를 늘리는 것은 불가능 하기 때문에 화소수가 늘어 나면 당연히  CCD의 크기가 커지게 됩니다.

같은 1/2.7 인치 크기의 CCD 사용하고 있지만 화소수가 300만 제품이 있고  400만 화소인 제품이 있습니다. 같은 크기의 면적 위에 300만 개의 화소(pixel)을 배열한 것과 400만 개의 화소(pixel)를 배열한 제품은 분명 차이가 있습니다. 같은 면적에 더 많은 화소(pixel)를 배열하기 위해서는 각 화소간의 거리를 좁히게 됩니다.

화소의 집적도를 높혀 공간 활용을 극대화 하는 방법 입니다. 그러나 집적도를 높이는 방법에는 한계가 있습니다.  화소간의 거리를 좁히는 방법이 한계에 다다르면  각 화소 하나 하나의 크기를 작게 줄이게 됩니다. 최근 보급형 디지털 카메라들의 화소수가 높아 지는데는 이런 기술들이 활용되고 있습니다.

화소수가 높아지면 화질이 좋아진다는 것은 이미 잘 알려진 이야기 입니다. 더 큰 면적을 가진 이미지 센서가 받아 들이는 빛의 명암과 색채에 대한 정보량과 상대적으로 작은 면적을 가진 이미지 센서가 받아들이는 빛에 대한 정보량과 질은 차이가 날 수 밖에 없습니다.  같은 화소수의 디지털 카메라라면  이미지 센서의 크기가 큰 쪽이 화질면에서는 더 낫습니다.   

일정 크기의 CCD에 많은 숫자의 화소(pixel)를 배치하다 보면 각 화소간에 거리가 좁혀 지게 되는데 화소간의 거리가 가까워지면 각 화소간에 서로 간섭을 일으키게 됩니다.  이런 간섭 현상을 '노이즈'라고  하는데 노이즈가 생기면 이미지의 화질을 저하 시킵니다.  

이미지 센서의 크기는 큰 것이 좋지만 무작정 크게 만들수는 없습니다. CCD는 생산 공정이 매우 까다롭고 생산 단가가 비싸기 때문입니다. 실제 이미지 센서의 크기가 2배로 커지면 가격은 3~4배 이상 비싸 집니다. 화소수가 높은 디지털 카메라의 가격이 비싸지는 일반적인 이유이기도 합니다.

화소수와 더불어 이미지 센서의 크기도 살펴보자.

화소수와 더불어 CCD의 크기는 이미지의 화질을 결정하는 매우 중요한 요인 입니다. 구입전 화소수만을 보고 제품을 선택하는 기준으로 삼기 보다는 이미지 센서의 크기 까지 한데 묶어  제품 사양을 따져 보고 제품을 선택하는 것이 좋습니다.

기능은 똑 같은데 화소수만 높아진 신제품을 출시하는 경우가 종종 있습니다. 화소수만 높아지고 이미지 센서의 크기가 같다면 화질에 대한 논란이 생기는 경우가 있습니다. 이제 부터는 무조건 화소수만 높으면 된다는 식의 제품 선택 기준을 버리고 이미지 센서의 크기와 화소수를  고려하여 구매하는 지혜를 가져야 하겠습니다.

각 화소수에 적합한 CCD의 크기는?

보통 300만 화소대 제품은 1/2.7인치, 400만 화소대 제품은 1/1.8인치, 500만 화소대 제품은 2/3인치를 사용합니다. 하지만 1/1.8인치 크기의 CCD를 500만 화소대 제품에서 사용한다고 해서 이미지의 품질이 떨어지는  제품이라고 할수는 없습니다. 색상이 뭉그러지는 현상이나 노이즈 발생을 보정해 주는 소프트 웨어인 이미지 처리 프로세서의 기술이 점점 좋아지고 있습니다.

실제 CCD 크기는 표기된 것 보다 작다?

[그림1]CCD 실제 사이즈 비교

화소수	CCD 크기	원지름 (mm)	센서 대각선 (mm)	센서가로 (mm)	센서 세로 (mm)
300만	1/2.7 인치	9.407	6.592	5.270	3.960
400만	1/1.8 인치	14.111	8.933	7.176	5.319
500만	2/3 인치	16.933	11.000	8.800	6.600
[표1]화소수별 CCD의 실제 크기

1/1.8인치  CCD는 400만 화소대 제품에서 주로 사용하는 CCD의 크기로 mm로 환산하면 14.111mm 가 됩니다. 하지만 그림을 보면 원안의 하늘색 네모가 실제 유효한 CCD의 크기로서 8.933mm 밖에 되지 않습니다. 이처럼 제품의 사양표에 표기되어 있는 CCD의 크기는 실제 CCD의 크기를 표시하는 것이 아니라 CCD를 둘러싸고 있는 진공관의 지름을 표시하는 것으로 국제 규약에 따른 것입니다. 실제 제품에 사양을 보면 최대 화소수 와 유효 화소수를 따로 표기하고 있습니다.

출처 - danawa.co.kr

[캠프만세]

그리고 CCD크기가 크면은 음...흔히 말하는 '뺵' 이 잘 날아갑니다. 심도가 얕은 사진을 얻을 수 있죠.

[gary_moore]

뺵이 뭔지 좀 자세한 설명 좀 해 주실 수 있나요?

[캠프만세]

빽....그러니까 원하는 피사체에만 포커스가 정확히 맞고 그외의 피사체 들은 포커스가 안맞은 채 나오는...디카와 필카의 가장 큰 차이중에 하나죠. 빽 이 날아 간다는건 포커스의 구분이 분명해진다는 거고. 인물 사진이나, 정물 사진일 경우 원하는 피사체에만 포커스가 맞아야 집중도 되고..'때깔' 도 살죠 ^^

[gary_moore]

아웃 포커싱을 말씀 하시는 거군요.

[캠프만세]

그렇죠. 피사계 심도. 아웃 포커싱.

[캠프만세]

ccd 크기가 크면 아웃포커싱이 잘되고 렌즈가 망원일 수록 아웃 포커싱이 잘되고...조리개를 열어줄 수록 아웃 포커싱이 잘되고..