디지털 카메라가 비싼 이유
첨부한 글 : 밑에
http://www.zdnet.com/pcmag/features/digicam/intro3.htm
Midrange Digital Cameras - Why So Expensive?
CCD fabrication is still a black art. As chips become larger and
hold an ever-increasing number of sampling points (or pixels),
the manufacturing quality-control rejection rate rises
proportionally, as does the cost. A pea-size, 3/16-inch-square
CCD with 250,000 pixels, suitable for a $500 entry-level camera,
costs about $50 or less in quantities of 1,000. But the cost of
a fingernail-size, 1/2-inch CCD with 1.5 million pixels rises
dramatically to about $1,000 in quantities of 100. A postage
stamp-size CCD with 6 million pixels could cost a whopping
$18,000. Add to this the price of a high-quality pro or semipro
camera and lens, expensive low-power RAM, removable media, R & D
expenses, and a current sales volume counted only in the
thousands and you've got the reason why the cost of these models
is so staggering.
Over the past three years, digital photography has made major
inroads in areas once dominated by professional 35-mm film
cameras, particularly photojournalism. According to David Rocha,
senior photo-technology specialist for the Associated Press,
almost all of the top 50 American newspapers now use midrange
or high-end digital cameras. And according to a Newspaper
Association of America survey, a third of the country's dailies
(about 535 newspapers) plan to buy digital cameras within the
next five years.
Part of the reason is speed: On-the-spot news pictures can be
instantly transmitted to the photo editor via laptop and modem,
and images can speed through editing and onto printing-press
plates in a matter of minutes. What's more, photojournalists
typically spend a third of their working day in the darkroom
processing film; going digital frees them up to take many more
pictures. But the big push is prompted by the bottom line:
saving money. Over the long haul, publishers will cut costs
significantly by eliminating film, developing, and the disposal
of environment-polluting chemicals.
Although market penetration has been slow, pro and semipro
digital cameras are on the verge of impacting traditional
photography as well. They're being used for portraiture; annual
reports; product shots; catalog production; yearbooks;
industrial, scientific, and medical photography; and more.
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현재 디지털 카메라가 비싼 이유는 위의 글에 잘 설명이 되어
있습니다. 기본적으로 디지털 카메라의 눈이라고 할 수 있는
CCD (Charge Coupled Device)라는 칩의 가격이 비싸기 때문입니다.
CCD의 종류를 두가지로 구분해 볼 수가 있는데 하나는 스캐너에
들어가는 직선형 (linear array : 광자(photon)를 받아들이는
셀이 한 줄만 있는 것)이고 다른 하나는 areal 혹은 matrix형
(광자를 받아 들이는 셀(cell)이 한줄 이상인 것)입니다.
선형인 경우에는 한 줄에 3천개 정도 셀을 만들어도 불량품이
많이 안 나옵니다. (참고로 8.5 인치를 300 dpi (dots per inch)로
해상하려면 8.5*300=2,550 픽셀이 필요함.) 그러나 캠코더에 쓰이는
CCD array의 경우 640x480 의 픽셀을 만들려면 307,200 개의 셀이
필요합니다. 3색을 받아 들이기 위해선 여기에 곱하기 3을 해야
합니다. 프로용 캠코더는 380,000 셀이 있는 CCD를 3개를 쓰고
세미프로용은 그 것의 반 정도를 씁니다.
그 뿐 아니고, CCD 칩의 크기도 다릅니다. 빛을 많이 받아 들이기
위해선 셀이 커야 하는데 셀의 넓이와 깊이가 다 문제가 됩니다.
그러나 좋은 것일 수록 넓이가 커서 칩을 제작하는데 단가가
높아집니다. (같은 사이즈의 웨이퍼에서 나오는 칩의 숫자가
적어짐.) (웨이퍼 = wafer. 먹는 웨하스도 원어는 wafer. 그러나
칩은 웨하스에서 나오는 것은 아님. 음 ... 매우 헷갈리는 설명이
되고 말았군.)
디지털 카메라는 캠코더와 입력부분의 작동방식은 거의 동일합니다.
(charge transfer -> double-correlated sampling -> digitization)
그러나 칩의 픽셀 수는 오히려 캠코더보다도 훨씬 더 많습니다.
(그래서 가격이 더 비싸집니다.) 35mm 필름과 같은 정도의
해상도를 얻으려면 통상 6000x4000 정도의 해상도가 되어야 한다고
합니다. 24,000,000 픽셀이나 되는 CCD 칩을 3개나 장착하려면
만들 수 있다고 가정하더라도 어마어마하게 가격이 비싸질 수
밖에 없습니다. 그러므로 현재로는 35mm 필름을 선형 CCD로
스캔하여 입력하는 것이 가격대 성능비가 가장 뛰어난 방법입니다.
선형 CCD 같은 경우 스텝퍼 모터 (stepper motor) 가 CCD 칩을
한 줄씩 옮겨 주면서 종이의 모든 줄을 읽어 들이는 방법을 씁니다.
이 경우 칩에 있는 셀 중 한 개라도 성능이 떨어지는 셀이 있으면
세로로 생기는 줄이 나타나게 됩니다. 싼 모델에서는 이런 문제는
특정 셀의 output을 이미 계산해 두었던 비율만큼 곱해 주면 됩니다.
예를 들어 85% 밖에 산출이 안되는 셀은 1/.85를 곱해 주면 됩니다.
area CCD의 경우에도 같은 방식으로 문제가 있는 셀들을 보완해 줄
수가 있습니다. 이런 작업을 캘리브레이션 (calibration)이라고
부릅니다. 그러나 고가품에는 이런 보상방식이 많이 필요 없는
칩들만 골라 씁니다. 소프트웨어로 하는 보상은 시간도 많이 걸리고
전기도 많이 잡아 먹습니다.
CCD 칩을 만드는 방식은 메모리 칩을 만드는 방식과 유사점이 많이
있습니다. 빛을 받아 전기로 교환을 해야 하는 목적상 제조
공정에서 차이가 있고 특히 칩 표면을 광자에 노출시키기 위해
메탈(Aluminum)을 이용한 표면 배선은 안하거나 최소한으로
줄입니다. 빛을 여러 각도에서 잘 받아 들일 수 있도록 3차원적인
각도도 잘 고려해야 합니다. 칩 내부에서 누전과 전달 효율등도
중요합니다.
참고로 CCD 칩은 적외선에도 민감하기 때문에 가시광선 및 적외선을
탐지하는 천문관측용 망원경에서도 많이 쓰입니다. 이 경우
가격보다는 성능 우선으로 선형이지만 10,000 픽셀 이상 되는 칩
(혹은 칩들)을 사용해 우주를 관측하기도 합니다.
한국이 메모리 칩을 잘 만드는데 이런 CCD 칩과 디지털 카메라도
많이 생산하여 세계시장을 장악한다면 좋겠습니다.
(기술적인 면에 관심있으신 분들께 도움이 되셨으면 합니다.)
글모음 : www.oocities.org/whansoo