디지털 디바이스 / 모바일

카메라 폰 기술의 ABC

Serdar Yegulalp | Computerworld 2012.05.15
카메라 폰은 1990년대 말, 그리고 2000년대 초에 100만 화소가 되지 않은 초기 모델이 출시된 이후로 지속적인 발전을 이루어왔다. 이제 카메라가 탑재되지 않은 휴대폰이 없을 정도로 폭넓게 사용될 뿐만 아니라 카메라보다 더 유용하게 사용되고 있다.
 
카메라와 휴대폰 모두에게 큰 혜택을 준 카메라 기술의 전반적인 발전 덕택에 오늘날 좋은 카메라 폰은 이전 세대의 똑딱이 카메라와 동등한 수준의 사진을 찍을 수 있다. 이제 카메라 폰은 천만 단위의 화소와 진자 광학 줌, 그리고 HD 동영상을 촬영할 수 있는 능력을 갖추었다. 이런 점은 플릭커의 메타데이터 수집 결과에 따르면 플릭커 사용자들이 가장 많이 사용하는 카메라가 아이폰 4라는 사실이 증명하고 있다.
 
여기서는 카메라 폰이 많은 사용자들이 사진을 찍는 기본적인 방법이 될 만큼 충분히 좋아지도록 만들어 준 핵심 기술을 살펴보겠다. 그리고 아직도 전문 카메라와는 차이가 나는 부분이 무엇인지도 점검해 볼 것이다.
이미지 센서 : CMOS vs. CCD
종류를 막론하고 디지털 카메라의 핵심 기술은 동일하다. 렌즈와 이미지 센서, 이미지 처리 하드웨어가 그것으로, 카메라 폰은 이들 핵심 요소를 동전만한 공간에 압축해 넣은 것이다.
 
휴대폰 업체는 우선 주요 이미지 센서 기술 두 가지 중 하나를 선택할 수 있다. CCD(charge-coupled devices)와 CMOS(complementary metal oxide semiconductors)가 그것이다.
 
두 기술 중 좀 더 성숙되고 잘 개발된 기술인 CCD 이미지 센서는 센서에 있는 각 픽셀로부터 단일 아날로그 출력으로 신호를 보내고, 별도의 회로를 통해 처리한다. 이 방법은 더 많은 실리콘을 이미지 캡처에 사용할 수 있으며, 이미지 처리와 반대 과정을 거친다. 전반적인 이미지 품질은 높지만, 전력 소모가 크다는 단점이 있다. 이 때문에 CCD를 사용하는 카메라 폰은 아주 드물며, 미국에서는 출시되지 않은 샤프의 아쿠스 샷 933SH가 그 예이다.
 
오래된 기술이지만 최근에 이미지 처리에 적용되고 있는 CMOS는 각 픽셀 센서가 광-신호 변환 작업을 수행하고, 이를 통해 나온 디지털 정보를 같은 기판에 있는 신호 처리 회로로 보낸다. CMOS는 단일 칩에 더 많은 기능을 집적했기 때문에 다른 시스템, 이를테면 휴대폰과의 통합이 쉽고 전력 소비도 적다.
 
CMOS의 단점은 “롤링 셔터(Rolling Shutter)” 문제이다. 이미지 센서가 이미지 전체를 한 번에 얻는 것이 아니라 한 줄씩 스캐닝하기 때문에 빠른 속도로 움직이는 물체는 왜곡이 발생한다. 이런 문제는 동영상을 찍을 때 더욱 극명하게 나타난다. 이런 문제는 소프트웨어로 일정 정도 해결할 수 있지만, 문제 자체를 완전히 해결할 수는 없다.
 
그렇지만 CMOS는 휴대폰에서 더욱 유용하게 사용할 수 있도록 지속적으로 발전해 왔다. 대표적인 예가 BSI(back-side illumination, 이면조사방식) 같은 것으로, 이 기술은 반도체 웨이퍼의 후면을 이미지 센서에서 빛을 모으는 수광부로 사용함으로써 빛과 수광부 간의 거리를 혁신적으로 줄여 CMOS의 빛 감응도를 높여준다. 아이폰 4 카메라가 이 기술을 사용하며, 도시바와 소니의 센서도 현재 이 기술을 사용한다.
 
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