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질문

2022.05.14 21:18

CMOS 센서의 글로벌 셔터 대중화는 언제쯤에 이루어질까요?

조회 수 1333 댓글 34

CMOS 본격적인 대세가 된지 10년 이상이 지났지만 아직도 일반 소비자용 고성능 카메라 시장에서는 글로벌 셔터를 달은 CMOS 센서 카메라가 대중화 되지 않았습니다. 글로벌 셔터를 사용할 경우 화질 저하(노이즈 증가/DR 감소)와 가격 증가가 문제라고 들었는데 BSI 등장과 적층 센서 기술이 등장했는 데도 아직도 글로벌 셔터의 대중화가 이루어지지 않아서 많이 답답하기도 합니다. 적어도 화질 저하는 2016년 파나 소닉의 유기센서나 2021년 소니의 적층 센서 기술이 나온것처럼 BSI 구조와 픽셀 회로를 모두 포토 다이오드 아래에 적층하면 Fill Factor 100% 를 달성하고 더 큰 캐퍼시티와 더 많은 트렌지스터를 사용해서 화질 저하를 극복할수 있을꺼 같은데 말이죠. 물론 가격 상승이 꽤나 클꺼라고 봅니다.

기글 하드웨어 뉴스 블로그 - 파나소닉, 유기 CMOS 이미지 센서를 발표 (gigglehd.com)

소니, 세계 최초 2층 트랜지스터 화소 적층형 CMOS 센서 발표 - 디카 / 영상 - 기글하드웨어 (gigglehd.com)

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Comments '34'

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merefox 2022.05.14 22:03

소니 EXmor RS 센서가 글로벌은 아니지만, 스캐닝속도가 엄청나게 빨라서, 글로벌 셔터에 거의 가깝다고 합니다. 그래서 영상 촬영시 젤로현상이 거의 발생안한다고 하더군요. 물론 적용된 카메라는 몇 없고. 수율이 딸리는지 모르겠지만 작은 센서나 스마트폰에는 Exmor RS 가 많이 쓰이구요. APS에는 없고 풀프레임은 A1 밖에 없는거 같습니다.

그래서 실질적으로 메뉴에서 "전자식 셔터" 라는 말과 "조용한 셔터" 또는 무음 셔터" 라고 칭하는것중 전자식 셔터= Exmor RS, 조용한 셔터 =EXmor R , Exmor . 입니다. 전자식 셔터라는 단어를 붙일수 있는 센서는 Exmor RS 뿐이라는 라는것이겠죠
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zc540 2022.05.14 22:41

젤로 현상이 거의 없다고 한다지만 그래도 저는 뭔가 미신적인 마인드가 있어서 젤로 현상을 완전히 차단하는게 가장 좋지 않을까 싶어서 글로벌 셔터를 바라고 있습니다.
낄낄 2022.05.14 22:04

아직은 가늠할만한 소식이 부족한 것 같네요. 다만 니콘 Z9 같은 걸 보면 꼭 글로벌 셔터만 정답인건 아니라는 생각도 듭니다.
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zc540 2022.05.14 22:45

사실 좀 답답합니다. 지금 기술이면 충분할꺼 같은데 말이죠. 어찌보면 제가 너무 과한 욕심을 부리고 있는거일수도 있죠.
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merefox 2022.05.14 22:49

지금 기술이 아직 그 정도는 아닌거 같습니다...
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zc540 2022.05.14 22:54

아직 상업화를 하기에는 무리인가요? 2016년때 파나소닉에서 픽셀 회로를 모두 포토다이오드 아래에 적층하는 센서를 시연했고.(다만 이 센서에 사용한 유기 포토다이오드가 실리콘 포토다이오드보다 길이가 매우 낮아서 회로를 아래에 집어넣을수 있다고 들었습니다.)2021년 소니에서도 픽셀 회로를 포토다이오드 아래에 적층 기술을 개발했고요.
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merefox 2022.05.14 23:03

개발과 시장은 다르죠. 말씀하시는 적층형 센서나 글로벌 이런거 다 개발이야 해놨겠지만, 대중에 보급하기엔 비용이 엄청나게 비싸거나 제조 기술이 힘들거나.....
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zc540 2022.05.14 23:10

결국 비용 문제가 발목을 잡는 거군요. ㅠㅠ
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merefox 2022.05.14 22:35

저는 Exmor RS 센서. 즉 적층형 센서 가 얼른 APS 모델이나 풀프레임 모델들에도 대중화 되었으면 좋겠습니다. 근데 지금 A7s3 만 해도 엄청나게 비싸서 ㅠㅠ 과연 얼마나 비싸게 나올지는 ㅠㅠ
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zc540 2022.05.14 22:43

위에서는 제가 대중화 되기를 바라고 있지만 다시 생각해보니 저는 소니에서 고급 미러리스 풀프레임 모델들만이라도 글로벌 셔터를 달아주면 좋겠습니다. 아무래도 적층 기술 같은게 들어가다보니 비싸질수밖에 없는거 같네요.
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merefox 2022.05.14 22:46

500만원짜리 A7s3 도 Exmor RS 를 못넣고..Exmor R 이죠..걍 이면조사 센서죠..(BSI)
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zc540 2022.05.14 22:58

요즘 소니 스마트폰에는 Exmor RS는 안쓰나요? 혹시 센서 크기가 커지면 가격 상승이 너무 커지는 건가요?
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merefox 2022.05.14 23:02

이미지 센서라는게 CPU 같은거라 크기가 커질수록 수율이 기하급수적으로 내려갑니다.
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zc540 2022.05.14 23:04

아 센서 크기가 커지면 커잘수록 제작 난이도가 올라가는 거군요.
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merefox 2022.05.14 23:05

말씀하신대로 스마트폰 센서들은 이미 Exmor RS 많이 쓰고 있습니다.
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merefox 2022.05.14 23:07

https://www.sony.co.kr/electronics/interchangeable-lens-cameras/ilce-1
0.1 글 못쓰는 문과 / 딜을 넣읍시다 딜 2022.05.15 01:05

50MP에 리드아웃 1/200s면 다른 카메라들이랑 비교했을때 매우 빠른편이죠. 탑급입니다
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이계인 2022.05.14 23:19

해상도가 낮은 머신비전쪽에선 대중화됐죠.. 4k 8k 이미지센서시장에 대중화될일은 없을거같네요 수ms의 정밀도가 필요하지 않으면서 데이터도 대용량이니까요. Exmor rs처럼 메모리 직결로 최대한 딜레이를 줄이는정도가 전부일듯
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zc540 2022.05.15 02:27

아 머신 비전에서는 대중화 되었군요.
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zc540 2022.05.16 18:22

데이터 대용량 여부나 리드아웃 속도는 현재의 글로벌 셔터는 관계성은 딱히 없지 않나요? 글로벌 셔터가 리드아웃 속도가 좋아지면 연사나 동영상 fps가 더 높아지기는 하겠지만 말입니다.
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이계인 2022.05.16 22:32

주류인 4k 8k는 픽셀수가 많아서(데이타가 커서) 글로벌셔터로 만들경우 회로층을 몇층 더 쌓거나 아니면 픽셀사이에 램을 넣어야하는데 여기서 비용이 확 늘어나니까요
0.1 글 못쓰는 문과 / 딜을 넣읍시다 딜 2022.05.16 22:38

리드아웃 속도는 글로벌셔터 구현에 관계 있어보이고, 데이터 용량여분은 위에 쓰신 DR/노이즈에 관계가 있어보이는데요.
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zc540 2022.05.17 11:10

현 글로벌 셔터들의 구현 여부는 리드아웃 속도하고 딱히 관계가 없지 않나요? https://luckygg.tistory.com/35 다시 생각해보니 데이터 용량 여부가 DR/노이즈에 관여하는게 맞다고 생각합니다. 데이터가 많다는건 픽셀이 많다는 뜻이고 더 많은 픽셀은 피치를 작게 만들니 Fill Factor 가 더 떨어지니까요.
0.1 글 못쓰는 문과 / 딜을 넣읍시다 딜 2022.05.15 01:03

현재 널리 쓰이는 (전자제어식)기계식 셔터도 알고보면 최고 1/250s, 미놀타의 경우 필름시절 1/300s정도의 속도에 머물렀습니다(포컬플레인셔터 작동원리 참고). 시네카메라에 쓰였던 로터리셔터마냥 그렇진 않아도 현재 센서 리드아웃속도는 커스터머용으로썬 충분히 빠르죠. 물론 커머셜은 좀 다르긴 합니다만 거긴 레드나 아리가 있잖아요? 거기서 알아서 하겠죠.
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zc540 2022.05.16 18:20

레드나 아리는 아무래도 영상용이다 보니 사진용으로 글로벌 셔터가 나와주면 좋겠더군요. 아무래도 롤링셔터가 좋아지더라도 젤로나 플리커 현상을 완전히 차단 할수 있는게 글로벌 셔터라고 생각하다 보니 제가 너무 지나치게 많은 걸 바라는게 아닌가 싶네요.
0.1 글 못쓰는 문과 / 딜을 넣읍시다 딜 2022.05.16 22:32

지금 전자식 셔터가 이제야 기계식 셔터 속도를 따라잡기 시작한 상태에서 단기간엔 힘들겠죠. (혹은 효용성이 없다고 판단해서 안만들거나)
원하신다면 전자셔터는 없고 리프셔터쓰는 카메라 쓰시면 될겁니다.
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zc540 2022.05.17 11:12

리프셔터를 쓴다고 하더라도 모든 픽셀이 노출을 동시에 시작하고 끝내야 하지 않나요?
0.1 글 못쓰는 문과 / 딜을 넣읍시다 딜 2022.05.17 11:19

http://www.davidhazy.org/andpph/text-slit-scan.html
https://improvephotography.com/44427/what-is-a-leaf-shutter/
포컬플레인 셔터(기계)와 롤링셔터(전자)의 왜곡의 근본적 원인은 수광구역이 움직여서 빛을 받아들이는건데, 리프셔터는 작동 원리자체가 다르니깐요.
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acropora 2022.05.15 12:30

dji p1인가 글로벌 아니었나요?
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zc540 2022.05.17 11:24

찾아봤는데 이게 이 글에서 애기하는 글로벌 전자셔터(모든 픽셀들이 동시에 노출을 시작하고 동시에 종료하는) 맞는지는 잘 모르겠네요.
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sant 2022.05.15 15:14

풀프레임 센서 크기가 36×24=864mm^2인데 rtx3090의 다이사이즈랑 거의 비슷합니다. 그래서 글로벌셔터 제조원가가 엄청 비쌀겁니다
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zc540 2022.05.15 15:56

게다가 본문 언급처럼 화질 향상을 위해 적층기술등 좀 더 복잡한 기술이 들어가야 하니 더 비싸지겠네요.
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merefox 2022.05.16 22:48

저도 관심 많은 영역이라 즐거운 토론이 된거 같네요 . 제 결론은 니콘 Z9, 나 소니 A1 같은 "적층형 센서" 가 답인거 같아요. 실제적으로 전자적으로 동작하면서 "셔터" 라고 부를수 있는 물건이고, 이 센서가 이제 풀프레임이나 APS 등으로 대중화 되길 바래야죠. AX700이나 ZV-1 같은 1인치 센서들은 이미 Exmor RS(적층형) 센서입니다.
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zc540 2022.05.17 11:16

롤링셔터를 쓴다면 아무래도 적층형 센서처럼 리드아웃 속도가 상당히 빠른걸 써야 한다고 봅니다. 그렇지 않은 센서들이 젤로나 플리커가 심하다고 들었거든요 머신비전이지만 소니에서도 Pregius S 라고 BSI 적층형 글로벌셔터 센서를 내놓았는데 이건 일반 소비자용 카메라에는 안달려나나요. 흠.

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