CCD는 디카에서 그 성능을 결정하는 중요한 부품이다. 빛을 입력받아 디지털 신호로 변환하는데 CCD에 고밀도로 배치 되어 있는 광전변환소자가 중요한 역할을 담당한다. 이 광전변환소자가 몇 개가 배치 됐느냐가 바로 디지털카메라의 화소를 경정하는 것이다. 일반적으로 알려진 내용은 이 CCD에 태양빛과 같은 강한빛을 비추게 되면 고장이 난다는 말이 있다. 과연 그럴까?
CCD는 영상신호를 전기 신호로 바꿔 주는 "전자 눈" 역할을 하는 반도체로 충격, 열, 빛에 대해 민감한 제품이다. 그 중에서도 빛에 가장 빠르게 반응한다.
이는 사람의 눈, 카메라의 필름과 같은 역할을 하며 전체구성은 수광부(Photo Diode), 전하전송부(VCCD, HCCD), 신호출력부로 구성이 되어 있다. 수광부에서는 렌즈를 통해 입사된 빛이 PD(Photo Diode)를 거치면서 전기신호로 바뀌게 된다.
이 수광부의 면적이 클 수록 단위시간당 동일한 입사광에 대해 많은 빛을 받아 신호전하량을 증대시키게 된다.
■ 태양빛과 같이 강한 빛을 받으면 어떻게 될까?
수광부의 용량을 초과하는 빛을 받아들이게 되면 이를 영상으로 표현하지 못하게 되므로 가능한 수광부의 전하수용력을 증대 시킨다. 하지만 태양빛과 같이 강한 빛은 CCD의 수광부 용량을 크게 초과하게 되며 필요이상의 전하를 생성하게 된다. PD(Photo Diode)의 용량을 초과해 생성된 필요이상의 전하들이 VCCD 영역으로 넘치면서 Blooming, Smear와 같은 현상들이 생긴다.
Blooming현상은 광원 주위가 환하게 퍼져 보이는 현상으로 신호전하량이 CCD에서 다룰 수 있는 양보다 많을 때 생긴다.
Smear현상은 렌즈를 통해 들어오는 강한 빛이 CCD의 인접한 pixel로 스며들어 나타나는 현상으로 영상을 통하여 보면 광원을 중심으로 위-아래 빛에 대한 꼬리를 끄는 모양으로 나타난다.
이런 현상을 막아주기 위해 CCD기판에 일정한 전압을 가하여 필요이상으로 생성된 전하를 뺴주게 된다. 하지만 태양빛을 바라보며 촬영했을 경우 그 빛의 세기가 너무도 강해 완벽하게 Blooming, Smear와 같은 현상을 보정해주지는 못한다.
■ 영상의 표현이 아닌 CCD자체에는 어떤 영향을 주는가?
앞서 말한것과 같이 CCD는 충격, 열, 빛 에 민감하며 그중에서도 빛에 가장 민감한 제품이라 했다. 태양광은 자외선, 적외선, 가시광선의 영역으로 구분 되는데 그 중 자외선은 CCD에 매우 치명적인 영향을 준다.
우선 빛은 카메라렌즈에 장착된 UV필터(자외선 차단 필터)를 통해 자외선을 걸러주며 CCD자체에서도 각 Cell 단위마다 젤 타입의 렌즈가 코팅이 되어 있어 빛에대해 정확한 반응을 하도록 작용을 하고 있다.
하지만 정면에서 태양을 찍는 경우와 같이 강한빛을 직선으로 받게 되면 CCD의 각 Cell에 코팅되어 있는 젤타입의 렌즈의 물성의 변화를 가져오게 되며 고체상태로 굳어지게 된다. 굳어진 젤타입의 Cell은 입사되는 빛에 대해 정확한 반응을 하지 못하며 또한 주변의 Cell에도 전이를 시키게 된다. 결국 정확한 영상의 표현이 불가능하고 결국 손상을 입게 되는 것이다.
결국 장시간에 걸쳐 태양을 정면으로 찍는 행위는 영상에 Blooming, Smear와 같은 좋지 않은 영향을 가져오게 되며 최악의 경우 CCD의 손상까지도 가져올 수 있다. 디지털카메라는 만능은 아니다. 사용자의 운영에 따라 만능카메라가 될 수도 있고 바보카메라가 될 수도 있다. | |
