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카메라 이미지 센서의 종류와 특징 11-04-19 19:03   
작성자 : 대한사진영상신문 TEXT SIZE : + -

이미지 센서의 특징을 알고 나에게 어울리는 카메라를 선택하자!

디지털카메라에서 필름 역할을 하는 것이 이미지 센서(Image Sensor)다. 필름의 크기는 보통 35㎜, 120㎜, 4×5 포맷 시트, 8×10 포맷 시트 등으로 구분되며, 이는 이미지 센서가 탑재된 디지털카메라가 등장하면서 APS-C 타입, 포서즈, 포베온, 풀 프레임 등으로 바뀌었다. 이미지 센서의 크기는 카메라의 종류와 모양, 디자인, 크기를 변화시키는 중요한 요인이다. 따라서 디지털카메라를 구입할 때 제품 성능도 잘 따져봐야겠지만 이미지 센서의 특징을 제대로 파악한다면, 자신에게 좀 더 어울리는 카메라를 선택할 수 있을 것이다. - 편집자 주 -

▲ 캐논 EOS 5D Mark Ⅱ의 이미지 센서

크롭(Crop)

보급기와 중급기에 주로 사용되는 크롭 센서를 장착한 DSLR 카메라에는 니콘의 D3100과 D7000, 캐논의 EOS 550D와 EOS 60D, EOS 7D, 펜탁스의 K-5와 K-7 등이 있다.
크롭 센서 바디는 배율에 따라 1:1.6, 1:1.5, 1:1.3으로 나뉜다. 35㎜ 필름의 크기는 보통 36×24㎜다. 따라서 1.6배 크롭의 크기는 22.3×14.9㎜, 1.5배 크롭은 24×16㎜, 1.3배 크롭은 28.1×18.7㎜에 해당하므로, 카메라 센서에 맺힐 수 있는 피사체 면적은 35㎜ 필름보다 작다. 또 필름카메라와 동일한 렌즈를 사용하더라도 크롭 바디는 센서에 맺히는 피사체의 크기가 더 작다. 크롭 바디의 카메라 화각은 렌즈 길이에 크롭 배수를 곱한 값과 같다.
즉, 일반적인 표준렌즈 50㎜를 크롭 바디에 장착하면, 그 배율에 따라 80㎜(1.6배), 75㎜(1.5배), 65㎜(1.3배) 화각을 사용할 수 있다. 크롭 센서를 이용하면 카메라 크기를 소형화할 수 있고, 가격이 저렴해서 보급형 카메라에 주로 사용한다.
최근 출시된 렌즈 중에는 크롭 바디에 최적화된 것도 있다. 크롭 바디 전용 렌즈를 풀 프레임 카메라에 사용하면 비네팅 현상이 발생할 수 있다. 크롭 바디 렌즈는 각 렌즈의 이름에서도 알 수 있다. 니콘은 DX, 캐논은 EF-s, 소니는 DT, 탐론은 Di II, 시그마는 DC, 토키나는 DX, 펜탁스는 DA로 크롭 바디 렌즈를 각각 표기한다.
디지털카메라에서 크롭 바디는 25.1×16.7㎜ 정도의 APS-C(Advanced Photo System type-C)로 불리는데, 35㎜ 필름보다 센서가 작을 때는 통상적으로 크롭 바디라고 말한다. 1:1.3 배율 크롭은 APS-H라고도 한다.

풀 프레임(Full Frame)

센서의 크기가 SLR 카메라의 필름과 동일하다면, 이 카메라는 고급 기종에 속한다. 풀 프레임 센서는 영문 ‘Full Frame’의 이니셜을 인용해 FF로 표기하기도 한다. 렌즈에 표시된 초점거리가 동일하게 적용되어, 보이는 그대로 촬영할 수 있는 1:1 센서가 바로 풀 프레임이다.
니콘의 D3s, D3X, D700과 캐논의 EOS 5D Mark Ⅱ, EOS 1Ds Mark Ⅲ, 소니의 알파850, 알파900 등이 풀 프레임 바디다. 센서의 크기가 36×24㎜로 커서 노이즈가 적고, 렌즈의 조리개 성능을 100% 활용할 수 있어 아웃포커싱에 유리하다. 센서가 큰 만큼 유효화소수 역시 높다.
풀 프레임 센서를 사용하는 가장 큰 이유 중 하나는 100% 시야율의 뷰파인더 때문이다. 다른 센서에 비해 사물을 있는 그대로 보여주기 때문에 촬영 시 집중도를 높일 수 있다. 따라서 사진기자, 스튜디오 촬영자 등 직업 사진가들이 주로 풀 프레임 바디를 사용한다.
한편, 풀 프레임 바디의 가장 큰 단점은 가격이 비싸고 무게가 무겁다는 것이다. 풀 프레임 바디의 성능을 완벽히 사용하기 위해선 그에 합당한 렌즈를 사용해야 한다. 렌즈 역시 상당한 고가면서 무게 역시 만만찮다. 그럼에도 불구하고 많은 사람들은 풀 프레임 바디를 선호한다. 풀 프레임이 가진 100%의 시야율과 초점거리의 자유로움, 렌즈가 지닌 최대 장점의 활용 등은 사진애호가들이 풀 프레임 바디를 선호하는 주된 이유다.

포서즈(Four Thirds)

올림푸스와 파나소닉 카메라에 사용되는 포서즈 센서의 크기는 35㎜ 풀 프레임 대비 대략 25.6%에 해당하는 17×13㎜다. 기존 35㎜ 풀 프레임과 크롭 센서의 종횡비가 3:2라면, 포서즈는 4:3이다. 포서즈 센서가 기존 것보다 작아져서 일정 시야각을 확보하는데 필요한 초점거리가 절반으로 줄어들어, 포서즈 카메라는 작아졌다. 올림푸스와 파나소닉이 개발한 하이브리드 카메라는 마이크로 포서즈 시스템을 채용해 카메라 크기를 축소했다. 특히, 하이브리드 카메라는 기존 DSLR 카메라의 미러를 완전히 제거해 소형화, 경량화됐다. 이는 콤팩트 카메라보다 센서 면적이 커서 화질이 우수한 반면, DSLR 카메라처럼 렌즈 교환이 가능해서 다양한 렌즈 활용이 가능하다.
현재 상용화된 하이브리드 카메라는 올림푸스의 PEN 시리즈와 소니의 NEX 시리즈, 파나소닉의 루믹스 DMC-GH2, DMC-G10, 라이카 X1, 리코 GXR, 삼성 NX 시리즈 등이 대표적이다. 후지필름 역시 지난해 포토키나2010에서 미러리스 카메라 X100을 공개해 올 3월에 국내 출시했다.
한편, 하이브리드 카메라 중에서도 소니 NEX는 1:1.5 크롭 센서를, 삼성 NX시리즈는 1:1.6 배율 센서를 사용하고 하이브리드 카메라 중 소니 NEX는 1:1.5, 삼성의 NX시리즈는 1:1.6 크롭센서를 사용한다.

◀ 카메라 이미지 센서별 크기

Info
CCD와 CMOS

카메라 센서는 전하결합소자인 CCD(Charge Coupled Device)와 상보성금속산화물 반도체인 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 나뉜다. CCD는 빛이 다이오드에 닿으면 전자가 만들어져 각각의 빛의 밝기를 표현하고, CMOS는 서로 다른 채널이 각 모스(mos) 직접회로로 짜 맞춰진 반도체다.
CCD에 비해 CMOS는 발열량과 전력소비율이 적고, 회로의 크기 또한 작다. 그러나 노이즈 발생률이 높은 편이다. 반면, CCD는 생산단가가 높지만 화질이 우수하다. 요즘 출시되는 대다수의 카메라는 CMOS를 채용하고 있다. 캐논의 경우 독자적인 기술을 적용하고 있으며 소니도 CCD와 CMOS를 직접 생산한다, 콤팩트 카메라 역시 기존 CCD에서 하이엔드 카메라의 수요가 늘면서 CMOS를 채용하는 추세다.
이와 별도로 시그마는 자체 개발한 포베온 센서를 사용한다. 35㎜ 필름보다 크기가 1.7배 작고, 콤팩트 카메라에 사용되는 1:1.8 센서보다 크기가 약 7배(20.7×13.8㎜) 크다. CCD와 CMOS는 각각의 픽셀이 RGB 값 중 하나만 인식하지만 포베온 센서는 하나의 픽셀이 각각의 RGB 색상을 모두 인식해 표현할 수 있는 색상 범위가 넓다.

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