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영상포착의 눈, CCD 05-01-28 14:02   
작성자 : 관리자 TEXT SIZE : + -

디지털 카메라에서 필름 대신 빛을 수광하는 곳이 CCD라는 사실을 이제 모르는 사람이 없을 것이다. 이 CCD는 빛의 이미지를 전기적인 신호로 바꾸어 주는 역할을 한다. 디지털 카메라에서는 이러한 전기적인 신호, 즉 CCD의 각 입자에서 얻어진 컬러 색상정보들을 디지털 비트신호로 변환시켜(A/D 변환기) 이미지 데이터를 메모리카드에 저장하는 방식으로 이미지를 기록한다.

그러므로 필름 카메라와 다른 점은 필름은 빛을 받아 그 필름에서 직접 영상을 노광시켜 기록하지만, 디지털 카메라는 빛을 CCD가 받고, 이미지를 기록하는 곳은 메모리 카드이다. 따라서 CCD는 빛의 영상을 받아들이는 가장 중요한 눈의 역할을 하게 되는데, 디지털 기기에서 사용되는 CCD는 크게 2가지 유형으로 구분할 수 있다.

■ 영역(Array)CCD

디지털 카메라에서 사용되는 CCD는 사각형으로 된 영역 CCD가 사용된다. 이 CCD 안에는 수많은 미세한 수광입자들이 배치되어 있는데, 이러한 미세한 입자들이 컴퓨터에 보여지는 이미지를 구성하는 입자들이 된다. 이러한 입자를 그림(Picture)을 구성하는 요소(element)라 하여 합성어인 픽셀(Pixel;화소)이라 부른다. 그런데 CCD에 있는 모든 픽셀들을 그대로 디지털 이미지를 구성하는 픽셀로 사용할 수 없다. 왜냐하면 CCD를 이루는 입자(픽셀)들은 주변부로 갈수록 노이즈가 발생되는 현상이 많으므로 노이즈 발생이 쉬운 주변부를 제외한 내부의 픽셀들을 컴퓨터에서 이미지를 구성하는 픽셀요소로 사용한다. 이를 유효 화소수라고 하며, 전체 화소수를 총 화소수라고 한다.

그러므로 디지털 카메라에서 이야기되고 있는 화소수에서 가장 중요한 내용은 유효화소수가 된다. 올해 초부터 출시되는 캐논 EOS-1D의 디지털 카메라의 해상도를 보면, 총화소수는 448만(2664×1681픽셀)화소이며, 유효화소수는 415만(2496×1662픽셀)화소로 표기되어 있다. 즉 전체 이미지는 448만 화소이지만 실제로 사용하게 되는 화소는 415만 화소라는 것이다. 즉, 주변부의 픽셀들을 버린 것이다.

■ 선형(Linear)CCD

디지털 카메라와 같은 CCD는 필름 대신에 위치하여 한번에 그 영상을 CCD의 수많은 입자들이 각각 분담하여 이미지를 담아내지만, 필름스캐너나 평판스캐너의 경우에는 그렇게 큰 면적을 다 받아들일 수 있는 영역 CCD가 없으므로 다른 유형의 CCD가 사용된다. 즉, 수광되는 픽셀 입자들이 한 줄로 나열된 선형 CCD가 사용된다.

35미리 필름 스캐너는 필름(24×36mm)의 영상을 읽어들여 픽셀로 만들어 주는 역할을 한다. 이 스캐너에서 사용되고 있는 선형 CCD에는 수광되는 픽셀의 각 입자들이 일직선으로 한 개씩 나열되어 세워져 있다. 그래서 스캐너 내부에서 광원에 불이 들어오면 필름을 통과한 빛이 세워져 있는 CCD에 투사되게 된다. 그러면 필름의 세로 측의 한 줄이 CCD에 닿은 것이 되므로 디지털 이미지의 세로변의 픽셀이 생성되게 된다.(이를 주주사 방향이라 함) 그러므로 이를 옆으로 이동시키면서 픽셀을 얻어가면 이번에는 가로변의 픽셀들이 형성(이를 부주사 방향이라 함) 되어지므로 24×36mm의 면적을 CCD가 전부 읽어 들인 것이 된다.
 
글: 김철동 / 이미지 닷 (www.imagedot.co.kr)

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