포컬 플레인 셔터, 이를 구비하는 촬상 장치 및 촬상 방법 document_id A220623047661

전자, 컴퓨터 및 반도체 산업의 비약적인 발전은 현대인의 생활 패턴을 변화시키고 있다. 거의 모든 가정, 학교 및 사무실에 인터넷이 가능한 개인용 컴퓨터가 보급되어, 다양하게 제공되는 컨텐츠(Content) 서비스, 예컨대 동호회, 채팅, 게임, 쇼핑, 뉴스 등의 서비스를 컴퓨터를 통해서 할 수 있다. 불과 몇 년 전만 하더라도 카메라는 필름을 이용하여 촬영을 하고, 촬영한 필름을 현상하고, 현상한 사진을 인화하는 방법이 대부분이었지만, 급속도로 발전한 반도체 산업에 힘입어 1981년 소니사에서 마비카(Mavica: Magnetic Video Camera)라는 제품의 출시를 시작으로 디지털 카메라가 생산되기 시작했다. 필름 대신 CCD(Charge Coupled Device)라는 반도체를 사용하는 디지털 카메라는 현재는 어느 곳에서든지 쉽게 볼 수 있을 뿐만 아니라, 이동통신 단말기와 결합한 형태의 디지털 카메라도 출시되고 있다. 디지털 카메라는 이미지를 0과 1의 논리적인 값으로 변환시키므로, 노이즈(Noise)에 강하고, 저가격으로 고품위의 신호를 재생할 수 있으며, 정보의 가공이 편리하고, MP3(MPEG Audio Layer-3), JPEG(Joint Photographic coding Experts Group) 및 MPEG(Moving Picture Experts Group)처럼 정보를 압축할 수 있기 때문에 기록 매체를 소형화할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 카메라는 레인지 파인더 방식과 렌즈 반사 방식으로 크게 구분할 수 있다. 레인지 파인더 방식은 렌즈와는 별도로 피사체를 볼 수 있는 뷰 파인더(View Finder)를 가지고 있으며, 한 쌍의 레인지 파인더를 이용하여 초점을 맞추는 방식으로 현재 출시되는 대부분의 자동 콤팩트 카메라와 보급형 디지털 카메라가 레인지 파인더 방식이다. 레인지 파인더의 원리는 시차를 하나로 일치시켜 그 거리를 측정하는 방법으로 포병들이 거리를 측정할 때 사용되었다. 초점이 틀리게 되면 뷰파인더 중앙에 이중 상이 생기며 이중 상이 일치될 때까지 렌즈의 거리계를 돌려가며 초점을 맞춘다. 뷰파인더는 보통 렌즈의 왼쪽 윗부분에 위치해 있으며 위치가 다르기 때문에 뷰파인더를 통해 보이는 장면과 렌즈를 통하여 실제 촬영되는 장면 사이에 차이를 보이는데 이를 시차(Parallax)라고 한다. 시차는 피사체와 카메라 사이에 거리가 가까울수록 심해지므로 근접 촬영 시에는 시차 보정을 해야 하는 단점이 있다. 레인지 파인더는 거울이 없는 간단한 구조와 렌즈 셔터 방식의 채용에 의해, 촬영 시 카메라의 진동과 소음이 적으며, 일안 렌즈 반사식 카메라와 같이 거울에 의한 쇼크가 없기 때문에 카메라의 떨림을 억제할 수 있다. 그러나, 렌즈 셔터를 채용하고 있기 때문에, 렌즈 교환이 불가능하고 조리개와 셔터 속도의 활용 폭이 일안 렌즈 반사식 카메라에 비하여 떨어진다. 렌즈 반사식 카메라는 거울(20)의 반사를 이용하여 렌즈(10)에 들어온 상을 뷰파인더(40)로 볼 수 있도록 구성된 카메라를 말하는 것으로, 도 1a와 도 1b에 일안 렌즈 반사식 카메라(1)의 구조를 개략적으로 나타내었다. 렌즈 반사식 카메라는 반사렌즈의 개수에 따라 일안 렌즈 반사식 카메라(1)와 이안 렌즈 반사식 카메라로 구분할 수 있다. 대부분의 고급형 카메라는 일안 렌즈 반사(SLR: Single Lens Reflex) 방식의 구조를 갖는다. 도 1a는 일안 렌즈 반사식 카메라(1)의 셔터가 동작하기 전의 구조를 나타내고 있다. 일안 렌즈 반사식 카메라(1)는 셔터가 동작하기 전과 후의 상태가 다르다. 셔터가 동작하기 전의 일안 렌즈 반사식 카메라(1)의 렌즈(10)를 통해 들어온 상은 거울(20)에 반사되어 파인더 스크린(34)에 전달된다. 파인더 스크린(34)에 전달된 상은 제 1 대물렌즈(12)를 통과하여 펜타프리즘(Penta-Prism)(32)을 통과하여 직립상으로 바뀌어 제 2 대물렌즈(14)와 제 3 대물렌즈(16)를 통과하여 뷰파인더(40)에 보여준다. 펜타프리즘(32)은 프리즘이 오각형 모양으로 생겨 붙여진 이름이며 역상이 아닌 상을 뷰파인더(40)로 보내기 위해서 여러 번의 반사를 거치도록 해주는 역할을 한다. 일안 렌즈 반사식은 여러 개의 프리즘과 거울을 사용하기 때문에 부피가 크고 무게가 무겁다. 촬영을 하기 위하여 셔터가 동작하면 촬상소자(26) 앞에 위치한 거울(20)이 올라가면서 렌즈(10)를 통하여 들어온 상이 바로 촬상소자(26)에 들어오도록 하는 구조로 되어 있다. 촬상소자(26)는 CCD(Charge Coupled Device) 혹은 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)를 주로 사용한다. 촬상소자(26) 앞에는 일정 시간 동안만 빛을 통과시키기 위하여 셔터가 구비되어 있으며, 촬상소자(26) 앞에 있어서 포컬 플레인 셔터(Focal Plane Shutter)라 부른다. 디지털 일안 렌즈 반사식 카메라는 일안 렌즈 반사식 카메라(1)에서 사용하던 렌즈, 혹은 디지털 전용 렌즈를 교환하여 사용하기 때문에 자신의 취향이나 업무 목적에 맞는 렌즈(10)를 장착하여 촬영이 가능하다. 또한, 일반 디지털 카메라에 비해 상당히 큰 촬상소자(26)를 가지고 있으므로, 저광량에서 노이즈 발생을 억제하고 더 세밀한 표현을 잡아낼 수 있다. 그러나 거울(20)이 촬상소자(26)를 가리고 있는 구조로 제작되어 있기 때문에 촬영시에 LCD(28)로 상을 확인할 수 없으며(이른바 라이브 뷰(live view) 기능), 일안 렌즈 반사식 카메라(1)의 LCD(28)에서는 메뉴 조작과 촬영 후의 이미지 리뷰(Review)만 가능하다는 단점이 있다. 즉, 광학식 뷰 파인더를 통하여 상을 확인하여야 하므로, 로우 앵글 및 하이 앵글 등 다양한 자세에 대하여 시야가 제한적이기 때문에, 촬영시 불편함을 감수해야 한다. 또한, 움직임에 민감한 피사체를 숨어서 순간적으로 촬영할 경우, 장시간 기다려서 촬영해야 하나, 일안 렌즈 반사식 카메라와 같이 무거운 카메라를 장시간 동안 한 자세로 고정하고 있는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다. 또한, 라이브 뷰(live view) 기능이 가능한 경우라도, 릴리스 시에 있어서 셔터 주행까지의 시간차가 길어지기 때문에, 최적의 촬영 시점을 놓치게 되고, 촬영 간 시간 간격이 길어지는 문제점이 존재하였다.