셔터
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1. 개요
셔터는 사진 촬영 시 빛의 노출을 제어하는 장치로, 초기에는 렌즈 캡이 그 역할을 대신했다. 기술 발전에 따라 다양한 형태의 셔터가 개발되었으며, 현재는 잎사귀 셔터, 초점면 셔터 등 여러 종류가 사용된다. 셔터는 카메라의 핵심 부품으로, 노출 시간을 결정하며, 셔터 속도, 제어 방식, 디지털 카메라에서의 전자 셔터 등 다양한 기술적 특징을 갖는다. 셔터 지연, 셔터 사이클과 같은 용어는 셔터의 성능과 수명을 나타내는 지표로 사용된다.
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| 셔터 | |
|---|---|
| 셔터 (사진술) | |
 | |
| 개요 | |
| 유형 | 중앙 셔터 포컬 플레인 셔터 조리개 셔터 전자 셔터 |
| 중앙 셔터 | |
| 위치 | 렌즈 내부 또는 렌즈 뒤 |
| 작동 방식 | 조리개를 넓히고 닫아서 노출 제어 |
| 플래시 동조 속도 | 렌즈 설계에 따라 최대 1/500초까지 가능 |
| 장점 | 모든 속도에서 균일한 노출 더 나은 플래시 동조 |
| 단점 | 렌즈 디자인 복잡성 증가 빠른 조리개 속도 제한 |
| 포컬 플레인 셔터 | |
| 위치 | 이미지 센서 바로 앞 |
| 작동 방식 | 셔터 커튼이 이미지 센서를 가로질러 이동하며 노출 제어 |
| 플래시 동조 속도 | 일반적으로 1/250초 또는 그 이하 |
| 장점 | 빠른 셔터 속도 가능 렌즈 설계에 영향 없음 |
| 단점 | 플래시 동조 속도 제한 빠른 셔터 속도에서 이미지 왜곡 가능 |
| 기타 유형 | |
| 조리개 셔터 | 조리개로 노출을 제어하는 특수 셔터 |
| 전자 셔터 | 이미지 센서를 전자적으로 켜고 끄는 방식 |
| 작동 방식 | 이미지 센서의 활성화/비활성화로 노출 제어 |
| 용어 | |
| 셔터 릴리즈 | 셔터를 작동시키는 버튼 또는 메커니즘 |
| 셔터 속도 | 셔터가 열려 있는 시간 (노출 시간) |
| B (벌브) 모드 | 셔터 릴리즈를 누르고 있는 동안 셔터가 열린 상태 유지 |
| T (타임) 모드 | 셔터 릴리즈를 한 번 누르면 셔터가 열리고, 다시 누르면 셔터가 닫힘 |
| 플래시 동조 | 플래시가 셔터 작동과 동기화되는 시점 |
2. 역사
초기 사진 촬영에서는 감광 재료의 감도가 낮아 1분 이상 장시간 노출해야 했기 때문에 렌즈 캡이 셔터 역할을 했다.[13]
카메라 셔터는 여러 위치에 장착될 수 있으며, 셔터가 열려 있는 시간(노출 시간, 셔터 속도)은 타이밍 메커니즘에 의해 결정된다.[18] 셔터의 종류는 다음과 같다.
1845년 프랑스에서 목판을 렌즈 앞에 떨어뜨려 노출을 끝내는 최초의 셔터가 만들어졌다.[13] 1856년[13] 댄서 바이노큘러 스테레오 카메라에는 렌즈 전면에 시소 모양의 금속판 셔터가 달려 있었다.[13] 기술 발전과 함께 감광제의 감도가 높아지면서 순간적이고 정확한 시간의 노출이 필요해졌고, 거버너에 의한 계시 기구가 조합된 각종 셔터가 개발되었다.
사진 건판 시대 초기에는 단두대형 드롭 셔터가 많았다.[13] 이 방식은 이후 롤러 블라인드 셔터와 포컬 플레인 셔터의 원리가 되었다.[13]
3. 종류
렌즈 뒤 셔터는 렌즈 교환이 제한적인 일부 카메라에서 사용되었고, 렌즈 앞 셔터는 사진 초창기에 사용되었다. 조리개 확장 및 슬라이딩 커튼 외에도 다른 메커니즘이 사용되었다.
셔터의 노출 시간은 타이밍 메커니즘에 의해 결정되는데, 초기에는 공압식(콤파운드 셔터) 또는 태엽을 이용했지만, 20세기 후반 이후 대부분 전자식이다.[18] 기계식 셔터는 일반적으로 '''T'''ime, '''B'''ulb, '''I'''nstantaneous 노출 설정을 갖추고 있었다. 노출 시간(초)의 역수는 셔터 설정을 새기는 데 사용된다. (예: "250"은 1/250"을 나타냄)
사진 건판 시대 초기에는 단두대형 드롭 셔터가 많았으며,[13] 이는 이후 롤러 블라인드 셔터와 포컬 플레인 셔터의 원리가 된다.[13]
카메라의 광학계에서 셔터 위치에 따라 포컬 플레인 셔터와 렌즈 셔터의 두 종류로 크게 나눌 수 있다.
3. 1. 포컬플레인 셔터
초점면 셔터는 필름 바로 앞의 초점면에 위치하며, 필름 전체가 노출될 때까지 조리개를 이동시킨다.[18]
일반적으로 한 쌍의 빛을 차단하는 천, 금속 또는 플라스틱 커튼으로 구현된다. 셔터의 X-싱크 속도보다 느린 셔터 속도에서는 셔터의 한쪽 커튼이 열리고, 정확한 노출 시간 후에 다른 커튼이 닫힌다. X-싱크 속도보다 빠른 셔터 속도에서는 셔터의 상단 커튼이 초점면을 가로질러 이동하고, 두 번째 커튼이 뒤따라가면서 필름이나 센서의 각 부분이 올바른 시간 동안 노출될 때까지 초점면을 가로질러 슬릿을 효과적으로 이동시킨다.[19]
대부분의 35mm 카메라와 DSLR 카메라에서는 수직 이동 포컬플레인 셔터를 사용한다. 이 셔터는 수평적 셔터와 같은 방법으로 작동하지만 셔터가 이동해야 하는 거리가 짧기 때문에 셔터막은 짧은 시간 내에 필름판을 가로지를 수 있다. 또한 수평적 셔터보다 더 빠른 플래시 동조 속도를 얻을 수 있다.[19]
초점면 셔터는 중앙 잎 셔터보다 각 렌즈마다 별도의 셔터가 필요 없이 렌즈를 교환할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 매우 빠른 셔터 속도를 얻을 수 있다.
하지만 다음과 같은 몇 가지 단점도 있다.
라이카 I형(A) 이후의 소형 렌즈 교환식 카메라에 많다. 라이카에서는 가로로 긴 케이스의 스타일과 함께 가로 주행 방식이었지만, 직사각형 판형의 짧은 쪽에 움직이는 것이 유리한 점도 있어, 라이카와 동시대의 콘탁스나, 1970년대 이후의 일안 반사식 카메라 등에서는 세로 주행 방식이다. 또한, 최근의 디지털 카메라에서 이 형식의 셔터를 가진 것은 거의 모두가 세로 주행 방식이다.
3. 2. 리프 셔터 (렌즈 셔터)
리프 셔터는 여러 개의 얇은 강판으로 만든 날개 모양의 섹터(sector)가 창문 주위에 배치된 것으로, 렌즈 셔터라고도 불린다. 홍채 조리개를 빨리 여닫는 것처럼 링(ring)을 회전시키면 섹터가 동시에 선회하여 개폐된다. 셔터가 열려 있는 시간(노출 시간, 셔터 속도)은 타이밍 메커니즘에 의해 결정되는데, 초기에는 공압식이나 태엽을 이용했지만 20세기 후반부터는 대부분 전자식이다.[18]
카메라 셔터는 여러 위치에 장착될 수 있는데, 리프 셔터는 일반적으로 렌즈 어셈블리 내에 장착되거나(중앙 셔터), 렌즈 바로 뒤(렌즈 뒤 셔터) 또는 렌즈 앞에 장착되어 빛의 좁은 부분을 차단한다. 렌즈 뒤 셔터는 렌즈 교환이 제한적인 일부 카메라에서 사용되었고, 렌즈 앞 셔터는 사진 초창기에 사용되었다.
이상적인 셔터는 즉시 열리고, 필요한 시간 동안 열려 있으며, 즉시 닫힌다. 이는 느린 속도에서는 기본적으로 그렇지만, 속도가 최대 속도에 가까워질수록 셔터는 노출 시간의 상당 부분 동안 완전히 열리지 않는다.
조리개(''diaphragm'') 또는 리프 셔터는 노출을 위해 카메라 조리개를 잠시 열어주는 여러 개의 얇은 날로 구성된다. 날들은 서로 미끄러지면서 렌즈 전체를 노출시키기 위해 가능한 한 빨리 확대되는 원형 조리개를 만들고, 필요한 시간 동안 열려 있다가 같은 방식으로 닫힌다.[4] 날의 수가 많을수록 조리개는 더 정확한 원형이 된다. 플래시 동조는 셔터가 완전히 열릴 때 닫히는 한 쌍의 접점을 통해 쉽게 구현된다.
몇몇 유형과 리프 셔터 제조사가 매우 유명해졌는데, 초기 Compound 셔터는 공기 저항에 대해 실린더 안에서 미끄러지는 피스톤을 가진 공압 메커니즘을 사용했다. 이후 더 정확한 시계 장치 메커니즘이 에어 브레이크를 대체했으며, 독일의 Compur[3][6]와 후기 Synchro-Compur가 사실상 표준 품질 셔터가 되었다. 나중에 일본의 Copal 셔터가 고품질 장비에 널리 채택되었다. Compur, Copal, Seiko 이름의 리프 셔터는 더 이상 제조되지 않는다.[6]
'''중앙 셔터'''는 셔터의 한 종류가 아니라 셔터의 위치를 설명하는 용어이다. 일반적으로 조리개 셔터 (또는 단순 리프 셔터)이며, 비교적 작은 개구부를 통해 빛이 전체 이미지를 커버하도록 렌즈 어셈블리 내부에 위치한다. 중앙 셔터와 교환식 렌즈가 있는 필름 카메라는 각 렌즈에 셔터가 내장되어 있어야 한다. 중앙 셔터는 포컬 플레인 셔터에 비해 다음과 같은 장점을 갖는다.
그러나 중앙 셔터는 다음과 같은 단점도 갖는다.
'''렌즈 셔터'''는 렌즈 근처에 위치한 셔터로, 1개 또는 여러 개의 셔터 날개(섹터)를 원형으로 조합하여 광로를 개폐한다. 날개 모양은 여러 가지가 있지만, 잎과 같은 형태가 많아 리프 셔터라고도 불린다. 렌즈 셔터는 날개 수에 따라 1개에서 5개까지 다양하며, 2개, 5개의 것이 많다.
3. 2. 1. 단순 리프 셔터
단순 리프 셔터는 작동 시 빛이 렌즈를 통과하도록 회전하는 단일 잎 또는 두 개의 잎을 가지고 있다. 두 개의 잎을 사용하는 경우 대략 원형의 조리개를 만들기 위해 곡선형 가장자리를 갖는다. 일반적으로 하나의 셔터 속도만 가지고 있으며, 일회용 카메라를 포함한 기본 카메라에서 흔히 볼 수 있다. 일부는 속도가 하나 이상이다.[13]
3. 3. 중앙 셔터
'''중앙 셔터'''는 셔터의 한 종류가 아니라 셔터의 위치를 설명하는 용어이다. 일반적으로 조리개 셔터 (또는 단순 리프 셔터)이며, 비교적 작은 개구부를 통해 빛이 전체 이미지를 커버하도록 렌즈 어셈블리 내부에 위치한다.[18] 리프 셔터는 렌즈 뒤에 가깝게 위치하여 렌즈 교환을 가능하게 할 수도 있다. 중앙 셔터 또는 렌즈 뒤 셔터의 대안은 포컬 플레인 셔터이다.
렌즈 본체 내에 중앙 셔터가 있는 렌즈 교환식 카메라는 각 렌즈에 셔터가 내장되어 있어야 한다. 실제로 렌즈 교환식 카메라의 대부분은 모든 렌즈에 대해 카메라 본체에 단일 포컬 플레인 셔터를 사용하는 반면, 고정 렌즈가 있는 카메라는 중앙 셔터를 사용한다. 그러나 많은 중형 포맷 및 대부분의 대형 포맷 카메라는 각각 중앙 셔터가 장착된 교환식 렌즈를 가지고 있다. 일부 교환식 렌즈 카메라는 렌즈 뒤에 리프 셔터를 가지고 있다.
중앙 셔터와 교환식 렌즈가 있는 필름 카메라는, 디지털 카메라와 달리, 필름을 덮어 필름을 흐리게 하지 않고 중간 롤에서 렌즈를 교환할 수 있는 보조 셔터 또는 암실 슬라이드를 종종 가지고 있다.
중앙 및 렌즈 뒤 리프 셔터가 포컬 플레인 셔터에 비해 가지는 주요 장점은 다음과 같다.
중앙 셔터의 몇 가지 단점은 다음과 같다.3. 4. 전자식 셔터
CCD와 CMOS 이미지 센서는 픽셀 셀 전하를 짝지워진 공간에 한 번에 보내어 셔터와 동일한 기능을 제공하도록 설계될 수 있다. 짝지워진 공간에 풀 프레임이 한 번에 전송된다면 그것은 글로벌 셔터이다. 빛이 모아지는 동안 음영 셀은 독자적으로 읽힐 수 있다.[20]
풀 프레임의 별도 공간이 없는 이미지 센서는 롤링 셔터라고 불리는 연속적으로 데이터를 전송하는 방법을 사용하여야 한다. 롤링 셔터는 이미지를 한 줄씩 스캔하므로, 각각의 라인은 기계적인 포컬플레인 셔터와 같이 이전의 라인과는 다른 상황에 노출된다. 따라서 카메라나 피사체의 움직임은 젤로 현상과 같은 기하학적인 왜곡을 일으킬 수 있다.[21]
디지털 이미지 센서 (CMOS 센서와 CCD 이미지 센서 모두)는 여러 픽셀 셀의 전하를 한 번에 쌍을 이룬 음영 처리된 프레임으로 전송하여 셔터와 동일한 기능을 하도록 구성할 수 있는데, 이를 프레임 전송 셔터라고 한다. 전체 프레임이 한 번에 전송되면 이를 글로벌 셔터라고 한다. 종종 음영 처리된 셀은 독립적으로 읽을 수 있으며, 다른 셀은 다시 빛을 수집한다.[8] 움직이는 부품이나 직렬 통신으로 전송되는 데이터가 없으므로 매우 빠른 셔터 작동이 가능하다. 글로벌 셔터는 로터리 디스크 셔터를 대체하여 비디오에도 사용할 수 있다.
음영 처리된 전체 프레임 이중 구조가 없는 이미지 센서는 롤링 셔터라고 하는 조명된 픽셀의 직렬 데이터 전송을 사용해야 한다. 롤링 셔터는 이미지 라인을 한 줄씩 스캔하므로 기계식 초점면 셔터와 마찬가지로 서로 다른 라인이 서로 다른 순간에 노출되어 카메라나 피사체의 움직임으로 인해 왜곡이나 흔들림과 같은 기하학적 왜곡이 발생한다.[9]
오늘날 대부분의 디지털 카메라는 기계식 셔터와 전자식 셔터 또는 기계식 셔터만을 함께 사용한다. 기계식 셔터는 최대 1/16000초를 지원하는 반면 (예를 들어 미놀타 Dynax/Maxxum/α-9 필름 카메라는 당시 최고 기록인 1/12000초를 지원했고, 이후 디지털 니콘 D1 시리즈는 1/16000초를 지원했다), 전자식 셔터는 최소 1/32000초를 지원하며, 많은 슈퍼줌 카메라와 현재 많은 후지필름 APS-C 카메라(X-Pro2, X-T1, X100T 등)에 사용된다.
디지털 카메라에서는 기계적인 기구를 전혀 갖추지 않고 고체 촬상 소자와 전자 장치만으로 작동하는 이른바 "전자 셔터"도 있다. 이전에는 롤링 셔터[16]에 의해 순차적으로 노출하기 때문에, 빠르게 움직이는 피사체의 상이 왜곡되는 등의 결점 때문에, 저가 제품이나 휴대 전화, 스마트폰 등의 전자 기기에 내장되는 카메라에 채용이 제한되어 있었다. 그러나, 한 번에 이미지를 캡처하는 글로벌 셔터[17]의 개발이 진전되어 결점이 해소되고 있으며, 셔터의 내구성 등도 고려하여, 단독 디지털 카메라 제품에서도 전자 셔터 모드를 갖춘 제품이 등장하고 있다.
4. 셔터 속도
카메라에서 노출 시간(셔터 속도)은 촬영자나 카메라에 내장된 노출계·컴퓨터 등이 조절할 수 있다.[13] 셔터 기구에는 기본 속도가 있으며, 이 기본 속도를 늦추거나 실효 속도를 빠르게 하여 촬영에 필요한 속도를 얻는다.
셔터 속도 조정 폭은 셔터에 따라 다르지만, 속도의 "계열"은 대개 정해져 있다. 노출 시간이 약 2배씩 되는 '''배수 계열'''이 현재 주류이다. 노출 시간을 2배로 하는 것과 렌즈의 조리개를 1스톱 여는 것은 같은 의미이므로 배수 계열이 일반적이지만, 과거에는 '''대륙 계열'''이 많이 사용되었다.
| 배수 계열 | 1초 - 1/2초 - 1/4초 - 1/8초 - 1/15초 - 1/30초 - 1/60초 - 1/125초 - 1/250초 - 1/500초 - 1/1000초 |
|---|---|
| 대륙 계열 | 1초 - 1/2초 - 1/5초 - 1/10초 - 1/25초 - 1/50초 - 1/100초 - 1/200초 - 1/500초 - 1/1000초 |
촬영자가 수동으로 노출 시작·종료를 제어하는 것을 '''벌브 촬영'''이라고 한다. "벌브"는 플래시 벌브를 가리키며, 과거 셔터 개폐와 연동하여 플래시를 발광시키는 플래시 싱크로 기구가 없던 시대에는 셔터를 열어 놓은 채 플래시 벌브를 터뜨려 촬영했다(오픈 플래시). 벌브와 비슷하게 "타임"은 릴리즈 버튼에서 손을 떼도 셔터가 열린 채로 유지되며, 셔터를 닫으려면 별도 조작을 해야 한다. 플래시 싱크로가 탑재된 현재에도 벌브 셔터는 장시간 노출(천체 촬영, 야경 촬영)에 사용되지만, 타임은 원격 릴리즈와 벌브로 대체되어 거의 사라졌다.
노출 초시는 보통 분모만 표시한다. 1/125초는 "'''125'''", 1/2초는 "'''2'''"로 표시된다. 1초를 넘는 장시간 노출은 혼동을 피하기 위해 2초를 "'''2"'''"·"'''2s'''"로 표시하거나 숫자 색을 바꾸어 구별한다.
벌브는 "'''B'''"로 표시되지만, 오래된 독일·서독제 카메라나 셔터에서는 "'''Z'''"(독일어 Zeit)로 표시되기도 한다. 타임 노출은 "'''T'''"로 표시된다.
플래시 촬영 시 중요한 X 접점 싱크로의 최속 동조 속도는 포컬 플레인 셔터에만 존재하며 "'''X'''"로 표시된다.
5. 셔터 제어 방식
카메라 셔터는 렌즈 어셈블리 내부에 장착되는 잎사귀 셔터와 초점면 근처에 장착되어 필름이나 센서를 빛에 노출시키는 초점면 셔터 등 여러 위치에 장착될 수 있다. 셔터가 열려 있는 시간(노출 시간 또는 "셔터 속도")은 타이밍 메커니즘에 의해 결정된다. 초기에는 공압식 또는 태엽을 사용했지만, 20세기 후반부터는 대부분 전자식으로 제어된다. 기계식 셔터는 일반적으로 '''T'''(Time), '''B'''ulb, '''I'''nstantaneous 설정을 갖추고 있었다. 노출 시간(초)의 역수를 사용하여 "250"은 1/250초를 나타내는 방식으로 셔터 설정을 표시한다.[1]
노출 시간과 렌즈의 유효 조리개는 함께 적절한 양의 빛이 필름이나 센서에 도달하도록 조절한다. 또한, 노출 시간은 피사체의 움직임을 처리하기에 적합해야 하며, 모션 블러를 의도하지 않는 한 빠른 움직임을 "고정"할 수 있을 만큼 충분히 빨라야 한다. 대부분의 셔터에는 플래시 동조 스위치가 연결되어 플래시를 작동시킨다. 전자 플래시 장치의 등장으로 플래시 전구를 사용할 때 발생하던 복잡한 문제는 비초점면 셔터의 경우 해결되었다.[1]
영화 촬영에서는 무비 카메라에 로터리 디스크 셔터를 사용한다. 이는 프레임 노출 사이의 간헐적 메커니즘 동안 반사 거울을 사용하여 이미지를 가리는 지속적으로 회전하는 디스크이다.
5. 1. 기계 제어식
셔터 속도 제어를 거버너나 스프링 등으로 기계적으로 수행하는 방식이다. 부품의 소형화, 정밀도, 계시(計時)의 정확성, 내구성 등 여러 면에서 회중시계나 손목시계 제조 기술과 공통점이 많아, 해당 기술을 가진 제조사들이 주로 생산했다. 과거에는 실린더를 장착하여 공기압으로 초시(秒時) 제어를 하는 방식도 있었다. 정밀도는 전자식(전자 셔터)보다 떨어지지만, 전원이 필요 없어 러시아 지역처럼 매우 추운 곳에서도 확실하게 작동하는 장점이 있다. 135 필름 사용 카메라에서는 이 방식이 점차 줄어들고 있다.[13]5. 2. 전자 제어식
셔터는 기계이지만, 이른바 "메카트로닉스"에 의한 전자 제어와 솔레노이드 등의 전기 기계적인 구동으로 작동한다. 마이크로컴퓨터나 수정 진동자(쿼츠) 등을 이용하고 있으며, 자동 노출 기구와의 연동도 가능하다. 정밀도가 높은 셔터 속도 제어가 가능하지만, 전원이 필요하며, 전원 전압이 저하되는 극저온 지역 등에서는 동작의 신뢰성이 저하되는 경우도 있다. 조리개 우선 자동 노출(AE) 등, 셔터 속도를 자동으로 제어하기 위해서는 사실상 전자식 셔터가 필수적이다. 기구로는 셔터막, 셔터 날개를 전자석으로 직접 구동하는 방식과, 구동 자체는 기계식이며 셔터 닫힘 동작의 지연만을 전자석으로 제어하는 방식이 있다. 전자 제어 프로그램 셔터 등의 대부분은 전자, 조리개 우선 방식 렌즈 셔터(코팔의 "코팔 일렉" 등) 및 전자 제어 포컬 플레인 셔터는 후자의 방식을 사용하고 있다.[1]5. 3. 하이브리드식
전자식과 기계식 기구를 조합한 방식이다. 넓은 의미로는 "전자 셔터 중 셔터막과 셔터 날개 닫힘 동작만 전자석으로 제어하는 것"을 가리키기도 하지만, 일반적으로는 특히 여러 셔터 속도를 기계 제어와 전자 제어, 어느 방법으로든 만들어낼 수 있는 기구를 가진 셔터 전체를 가리킨다.[13] 예를 들어, 고속 셔터는 기계 제어식이고 기계식으로는 얻기 어려운 저속 셔터는 전자 제어식인 경우, 자동 노출 모드일 때는 전자 제어, 수동 노출일 때는 기계 제어가 되는 경우, 기본적으로는 전자 제어에 의한 자동 노출이며 배터리 소모 시에는 보조적으로 수동 노출의 고속 셔터만 갖춘 경우 등이 있다.6. 디지털 카메라의 셔터
디지털 이미지 센서 (CMOS 센서와 CCD 이미지 센서)는 여러 픽셀 셀의 전하를 한 번에 쌍을 이룬 음영 처리된 프레임으로 전송하여 셔터와 동일한 기능을 하도록 구성할 수 있는데, 이를 프레임 전송 셔터라고 한다. 전체 프레임이 한 번에 전송되면 이를 글로벌 셔터라고 한다. 종종 음영 처리된 셀은 독립적으로 읽을 수 있으며, 다른 셀은 다시 빛을 수집한다.[8] 움직이는 부품이나 직렬 통신으로 전송되는 데이터가 없으므로 매우 빠른 셔터 작동이 가능하다.
오늘날 대부분의 디지털 카메라는 기계식 셔터와 전자식 셔터를 함께 사용하거나 기계식 셔터만 사용한다. 기계식 셔터는 최대 1/16000초를 지원하는 반면, 전자식 셔터는 최소 1/32000초를 지원하며, 많은 슈퍼줌 카메라와 현재 많은 후지필름 APS-C 카메라(X-Pro2, X-T1, X100T 등)에 사용된다.
스택형 CMOS 센서는 이미지 센서 자체와 ADC 및 디지털 메모리를 동일한 패키지에 결합한다. 이러한 센서는 디지털화된 이미지가 판독 중에 센서 자체의 디지털 메모리로 전송된 후 나중에 센서 외부로 전송되기 때문에 기존 센서보다 판독 속도가 빠르다. 이로 인해 기계식 초점면 셔터만큼 빠른 전자 셔터가 생성된다. 니콘 Z 9와 같이 스택형 센서를 사용하는 일부 카메라는 기계식 셔터를 완전히 제거했다.
디지털 카메라에서는 기계적인 기구를 전혀 갖추지 않고 고체 촬상 소자와 전자 장치만으로 작동하는 "전자 셔터"도 있다. 이전에는 롤링 셔터[16]에 의해 순차적으로 노출하기 때문에, 빠르게 움직이는 피사체의 상이 왜곡되는 등의 결점이 있었다. 그러나, 한 번에 이미지를 캡처하는 글로벌 셔터[17]의 개발이 진전되어 이러한 결점이 해소되고 있으며, 셔터의 내구성 등도 고려하여, 단독 디지털 카메라 제품에서도 전자 셔터 모드를 갖춘 제품이 등장하고 있다.
6. 1. 센서의 읽기 방법에 따른 분류
디지털 카메라 등에서는 노출에 의해 센서가 얻은 정보를 읽어내는 방식에 따라 롤링 셔터와 글로벌 셔터로 나뉜다. 롤링 셔터는 이미지를 한 줄씩 스캔하여 각 라인이 다른 시점에 노출되므로, 빠르게 움직이는 피사체를 촬영할 때 젤로 현상과 같은 기하학적 왜곡이 발생할 수 있다.[21] 반면 글로벌 셔터는 전체 프레임을 한 번에 전송하여 이러한 왜곡을 방지한다.[8]6. 1. 1. 로링 셔터
CCD와 CMOS 이미지 센서는 픽셀 셀의 전하를 짝지어진 공간에 한 번에 보내어 셔터와 동일한 기능을 제공하도록 설계될 수 있다. 짝지어진 공간에 풀 프레임이 한 번에 전송된다면 그것은 글로벌 셔터이다. 빛이 모아지는 동안 음영 셀은 독자적으로 읽힐 수 있다.[20]음영 처리된 전체 프레임 이중 구조가 없는 이미지 센서는 롤링 셔터라고 하는 조명된 픽셀의 직렬 데이터 전송을 사용해야 한다. 롤링 셔터는 이미지 라인을 한 줄씩 스캔하므로 기계식 초점면 셔터와 마찬가지로 서로 다른 라인이 서로 다른 순간에 노출되어 카메라나 피사체의 움직임으로 인해 왜곡이나 흔들림과 같은 기하학적 왜곡이 발생한다.[9]
롤링 셔터는 센서의 가로 여러 줄을 하나의 블록으로 묶어 노광을 통해 얻은 정보를 읽어내는 방식이다. 여러 블록의 정보를 조합하여 하나의 이미지를 생성한다. 각 블록마다 노광 타이밍이 약간씩 다르기 때문에, 빠르게 움직이는 물체에 대해서는 노광 타이밍의 시간차가 발생한다. 이로 인해 이미지의 일부가 늘어난 듯한 왜곡이 발생하는데, 이를 로링 셔터 왜곡(또는 로링 셔터 현상)이라고 한다. 예를 들어 야구 선수의 배트 스윙을 촬영할 때, 실제로는 휘어지지 않은 배트가 수평 방향으로 휘어진 것처럼 나타난다. 이러한 로링 셔터 왜곡은 센서에 대한 노광 타이밍의 어긋남으로 인해 발생하기 때문에, 카메라의 셔터 속도(노광 시간)를 빠르게 설정해도 해결되지 않는다. CMOS 센서는 기계 제어식, 전자 제어식에 관계없이 일반적으로 로링 셔터에 분류된다. 로링 셔터는 "라인 노광 순차 읽기"라고도 한다.
6. 1. 2. 글로벌 셔터
이미지 센서인 CCD와 CMOS는 픽셀 셀 전하를 짝지워진 공간에 한 번에 보내어 셔터와 동일한 기능을 제공하도록 설계될 수 있다. 짝지워진 공간에 풀 프레임이 한 번에 전송된다면 그것은 글로벌 셔터이다. 빛이 모아지는 동안 음영 셀은 독자적으로 읽힐 수 있다.[20]글로벌 셔터는 센서 전체의 정보를 한 번에 읽어 들이는 방식이다. 이로 인해 원리적으로 롤링 셔터 왜곡이 일어나지 않는다. 또한, LED 조명의 플리커 현상이나, 짧은 시간 노출에 의한 플래시 노출 얼룩이 발생하지 않는다.[17] CCD 센서는 일반적으로 글로벌 셔터로 분류된다. 최근에는 적층형 CMOS 센서 개발로, CMOS 센서에서도 글로벌 셔터를 실현하는 센서가 등장하고 있다. 글로벌 셔터는 "동시 노출 일괄 읽기"라고도 불린다.
7. 셔터 지연
셔터 랙은 셔터 릴리스를 누른 시점부터 노출이 시작될 때까지의 시간 지연을 말한다. 대부분의 필름 카메라와 일부 디지털 카메라에서는 이 지연이 미미했지만, 많은 디지털 카메라에서는 상당한 지연이 발생하여 스포츠 및 기타 액션 사진과 같이 빠르게 움직이는 피사체에 문제가 될 수 있다. 2010년형 펜탁스 X90과 같은 브리지 카메라의 릴리스 랙은 비교적 짧은 1/50초,[10] 즉 21밀리초(ms)이다. 캐논 50d DSLR은 131ms의 랙을 갖는 것으로 명시되어 있다.[11]
많은 경우, 자동 초점(AF) 랙이 셔터 랙의 근본 원인이다. 저가형 카메라와 저조도 또는 저대비 상황에서는 이러한 영향이 더욱 두드러지며, 이러한 경우에 AF 랙을 더 많이 인지하게 된다. 대부분의 AF 시스템은 초점을 결정하기 위해 콘트라스트를 사용하며, 콘트라스트가 낮은 상황에서는 카메라가 최적의 초점을 결정하는 속도가 상당히 눈에 띄게 나타날 수 있다. 대부분의 최신 카메라는 자동 초점이 완료될 때까지 셔터를 작동시키지 않으므로 셔터 랙이 발생한다. 이러한 경우, 사진작가는 AF 기능으로 인한 지연을 피하기 위해 수동 초점으로 전환할 수 있다.
8. 셔터 사이클
셔터 사이클은 셔터가 열리고, 닫히고, 다시 열릴 준비가 되는 과정이다. 기계식 셔터의 기대 수명은 종종 셔터 사이클 수로 표현된다.[12] 대부분의 디지털 카메라는 셔터 속도, 조리개 및 셔터 카운트와 같은 귀중한 정보를 담은 셔터 사이클 정보를 사진과 함께 저장한다.[12] EXIF 데이터에 접근할 수 있는 여러 웹사이트와 애플리케이션이 있다.
9. 기타 셔터
1845년 프랑스에서 렌즈 앞에 목판을 떨어뜨려 노출을 끝내는 방식의 셔터가 최초로 만들어졌다고 전해진다.[13] 1856년[13] 댄서 바이노큘러 스테레오 카메라[13]에는 렌즈 전면에 시소 모양의 금속판 셔터가 달려 있었다. 이러한 셔터들은 노출 시간을 자동으로 조절하여 촬영을 쉽게 하기 위한 목적이었으나,[13] 기술 발전과 함께 감광제의 감도가 높아지면서 순간적이고 정확한 시간의 노출이 필요해졌다. 이에 따라 거버너를 이용한 계시 기구가 조합된 다양한 셔터들이 개발되었다.
셔터(Shutter)는 '닫는 것'이라는 뜻이지만, 엄밀히 말하면 '여는 것'이라는 의미는 포함되지 않는다. 전문 용어로는 기계식 셔터 작동을 위해 스프링을 압축하는 등 에너지를 축적하는 준비 단계를 '차지'라고 한다. 촬영 버튼을 눌러 셔터를 여는 동작은 '릴리즈'(release, '릴리스'라고도 함)라고 하며, 내장된 계시 기구에 의해 일정 시간이 지난 후 셔터가 닫히면서 일련의 동작이 완료된다.
그러나 원격 릴리즈가 단순히 '릴리즈'라고 불리고, 릴리즈 버튼이 셔터 버튼으로, 일반 사용자에게는 버튼을 '셔터'라고 부르는 것처럼, 이러한 메커니즘은 거의 의식되지 않는다.
사진 건판 시대 초기에는 단두대형 드롭 셔터가 많이 사용되었다.[13]
9. 1. 기요틴 셔터
가장 단순한 형태의 기요틴 셔터는 렌즈 구경을 가로질러 움직이는 구멍이 있는 판으로 구성된다.9. 2. 회전 셔터
저렴한 박스 카메라는 대부분 구멍이 뚫린 둥근 금속 디스크와 용수철식 릴리스 레버로 구성된 셔터를 사용했다. 셔터 릴리스 레버를 작동시키면 용수철이 디스크를 빠르게 회전시켜 구멍이 카메라 조리개를 지나가면서 짧은 순간 동안 빛이 통과한다. 이때 단단한 디스크는 카메라로 들어오는 빛을 차단한다. 로터리 셔터는 일반적으로 고정되고 부정확한 하나의 셔터 속도만 가졌지만, 대부분의 카메라는 릴리스를 작동시키면 셔터를 열어두어 장시간 노출이 가능한 시간 설정을 지원했다. 무비 카메라는 로터리 디스크 셔터를 사용하는데, 이는 프레임 노출 사이의 간헐적 메커니즘 동안 반사 거울을 사용하여 이미지를 가리는 지속적으로 회전하는 디스크이다.9. 2. 1. 반구형 셔터
셔터 플레이트는 렌즈 뒤에서 회전하도록 통합된 구의 일부로 구성되었다. 이는 포토스피어 및 기타 카메라에서 발견되는 셔터 유형이었다.9. 3. 롤러 블라인드 셔터
롤러 블라인드 셔터는 렌즈 경통에 덮어 사용하도록 설계된 셔터이다.[13] 1845년 프랑스에서 목판을 렌즈 앞에서 떨어뜨려 노출을 끝내는 최초의 셔터가 만들어졌다고 전해진다.[13] 이는 이후 일반적이 된 롤러 블라인드 셔터 및 현재 일반적인 포컬 플레인 셔터와 같은 원리이다.[13] 세로로 긴 상자형에 간극이 있는 짧은 나무판이 내장되어 렌즈에 덮어 사용했으며, 중간 판은 스토퍼로 멈춰져 있고 렌즈는 그 하단으로 가려져 있었다.[13] 스토퍼를 풀면 중간 판이 낙하하고, 간극을 통과한 빛으로 노출된다.[13] 간극 폭이 넓은 판을 사용하면 저속 셔터, 좁은 판을 사용하면 고속 셔터가 된다.[13]참조
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35 mm一眼レフカメラをそのまま大型化した構成の[[PENTAXの銀塩一眼レフカメラ製品一覧:中判・110フィルム用|ペンタックス67シリーズ]]や[[ペンタックス645]]や[[ハッセルブラッド]]1600F，1000F，2000FC，2000FC/M，2000FCW，2003FCW，205TCC，203FE，201F，205FCC，202Fの各機種は、横走りのフォーカルプレーンシャッターを採用しており、中判カメラでは例外的な存在である。
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