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카메라는 이미지를 기록하는 데 사용되는 광학 기기입니다. 가장 기본적인 형태의 카메라는 빛을 받아들여 빛에 민감한 표면(보통 사진 필름이나 디지털 센서)에 이미지를 포착할 수 있도록 작은 구멍(조리개)이 있는 밀폐된 상자(카메라 본체)입니다. 카메라는 빛이 빛에 민감한 표면에 어떻게 도달하는지를 제어하는 다양한 메커니즘을 갖추고 있습니다. 렌즈는 카메라로 들어오는 빛의 초점을 맞추고, 조리개 크기를 조절하여 카메라로 들어오는 빛의 양을 늘리거나 줄일 수 있으며, 셔터 메커니즘은 감광 표면이 빛에 노출되는 시간을 결정합니다.
알하젠으로도 알려진 아랍의 물리학자 이븐 알 하이삼(서기 965~1040년경)은 어두운 방의 작은 구멍을 통해 들어오는 빛을 이용한 실험을 포함하여 카메라 옵스큐라에 관한 매우 영향력 있는 논문을 썼습니다. 카메라의 발명은 핀홀 카메라를 발명한 것으로 알려진 이븐 알 하이삼의 연구로 거슬러 올라갑니다. 핀홀을 통과하는 단일 광선의 효과는 이전에도 설명된 적이 있지만, 이븐 알 하이삼은 카메라 옵스큐라에 대한 최초의 정확한 분석을 제시했으며, 이 현상에 대한 최초의 기하학적 및 정량적 설명을 제공했습니다. 또한 그는 어두운 방에 스크린을 사용하여 표면의 구멍 한쪽에서 들어오는 이미지를 반대편 스크린에 투영할 수 있도록 한 최초의 인물이기도 합니다. 그는 또한 초점과 핀홀 사이의 관계를 처음으로 이해했으며 잔상에 대한 초기 실험을 수행했습니다.
사진 카메라가 개발되기 전부터 은염과 같은 일부 물질이 햇빛에 노출되면 어두워진다는 사실은 수백 년 동안 알려져 있었습니다. 1727년에 발표된 일련의 실험에서 독일 과학자 요한 하인리히 슐체는 염의 변색이 열이나 공기 노출의 영향이 아니라 오직 빛에 의한 것임을 입증했습니다.
스웨덴의 화학자 칼 빌헬름 셸레는 1777년에 염화은이 빛 노출에 의해 특히 변색되기 쉬우며, 일단 변색되면 암모니아 용액에 녹지 않는다는 사실을 보여주었습니다. 이 화학적 성질을 사용하여 이미지를 만든 최초의 인물은 토머스 웨지우드였습니다. 웨지우드는 이미지를 만들기 위해 나뭇잎이나 곤충 날개와 같은 물체를 질산은으로 코팅된 도자기 그릇 위에 올려놓고 빛에 노출시켰습니다.
카메라 이미지의 최초 영구 사진은 1825년 조제프 니세포르 니엡스가 파리의 샤를 슈발리에와 뱅상 슈발리에가 만든 슬라이딩 목재 상자 카메라를 사용하여 제작했습니다.
니엡스는 1816년부터 카메라 옵스큐라의 이미지를 고정하는 방법을 실험해 왔습니다. 니엡스가 성공적으로 만든 사진에는 그의 창밖 풍경이 담겨 있습니다. 이 사진은 역청을 코팅한 주석판에 8시간 동안 노출하여 제작되었습니다. 니엡스는 자신의 공정을 '헬리오그래피'라고 불렀습니다. 니엡스는 발명가 루이 자크 망데 다게르와 서신을 주고받았으며, 두 사람은 헬리오그래피 공정을 개선하기 위해 파트너십을 맺었습니다. 니엡스는 헬리오그래피의 대비를 개선하기 위해 다른 화학 물질을 사용하여 추가 실험을 했습니다. 다게르는 개선된 카메라 옵스큐라 디자인을 제공했지만, 1833년 니엡스가 사망하면서 파트너십은 종료되었습니다.
다게르는 요오드화 은으로 코팅된 판에 노출을 준 다음 이 판을 다시 수은 증기에 노출시켜 대비가 높고 매우 선명한 이미지를 개발하는 데 성공했습니다. 1837년까지 그는 일반 소금 용액으로 이미지를 고정할 수 있게 되었습니다. 그는 이 공정을 다게레오타입이라고 불렀으며 몇 년 동안 상용화를 시도했지만 성공하지 못했습니다. 결국 과학자이자 정치인인 프랑수아 아라고의 도움으로 프랑스 정부는 대중 공개를 위해 다게르의 공정을 인수했습니다. 그 대가로 다게르와 니엡스의 아들 이시도르에게 연금이 제공되었습니다.
1830년대에 영국의 과학자 윌리엄 헨리 폭스 탈보트는 은염을 사용하여 카메라 이미지를 고정하는 공정을 독자적으로 발명했습니다. 다게르가 사진술 발표에서 자신을 앞질렀다는 사실에 실망했지만, 1839년 1월 31일 그는 왕립 연구소에 '사진 드로잉 기술에 대한 소고(Some Account of the Art of Photogenic Drawing)'라는 제목의 팸플릿을 제출했으며, 이는 사진에 대해 최초로 출판된 설명이었습니다.
상업적 제조를 위해 개발된 최초의 사진 카메라는 1839년 알퐁스 지루가 제작한 다게레오타입 카메라였습니다. 지루는 다게르 및 이시도르 니엡스와 계약을 맺고 프랑스에서 카메라를 생산했으며, 각 장치와 액세서리의 가격은 400프랑이었습니다. 이 카메라는 이중 상자 디자인으로, 외부 상자에는 풍경용 렌즈가 장착되어 있고 내부 상자에는 그라운드 글라스 초점 스크린과 이미지 플레이트를 위한 홀더가 있었습니다. 내부 상자를 밀어서 다양한 거리에 있는 물체의 초점을 원하는 만큼 선명하게 맞출 수 있었습니다. 스크린에 만족스러운 이미지가 초점이 맞춰지면 스크린을 감광판으로 교체했습니다. 널링 휠은 렌즈 앞의 구리 플랩을 제어하여 셔터 역할을 했습니다. 초기 다게레오타입 카메라는 긴 노출 시간이 필요했으며, 1839년 당시에는 5분에서 30분까지 걸릴 수 있었습니다.
독일에서 페터 프리드리히 포이트랜더(Peter Friedrich Voigtländer)는 약 3인치 지름의 원형 사진을 찍을 수 있는 원뿔 모양의 올메탈 카메라를 설계했습니다. 포이트랜더 카메라의 두드러진 특징은 요제프 페츠발(Joseph Petzval)이 설계한 렌즈를 사용했다는 점입니다. f/3.5 페츠발 렌즈는 당시 다른 어떤 렌즈보다 거의 30배 더 밝았으며, 인물 사진 촬영을 위해 특별히 제작된 최초의 렌즈였습니다. 이 렌즈의 설계는 1889년 칼 자이스(Carl Zeiss)가 아나스티그마트(anastigmat) 렌즈를 도입하기 전까지 인물 사진용으로 가장 널리 사용되었습니다.
지루(Giroux) 다게레오타입 카메라가 출시된 후, 다른 제조업체들은 빠르게 개선된 변형 모델들을 생산했습니다. 이전에 니엡스(Niépce)에게 렌즈를 공급했던 찰스 슈발리에(Charles Chevalier)는 1841년에 하프 사이즈 판을 사용하는 이중 상자형 카메라를 만들었습니다. 슈발리에의 카메라는 경첩이 달린 받침대가 있어 받침대의 절반을 접어 상자 뒤쪽으로 넣을 수 있었습니다. 휴대성이 향상되었을 뿐만 아니라 더 밝은 렌즈를 장착하여 노출 시간을 3분으로 단축했으며, 렌즈 앞쪽에 프리즘을 배치하여 이미지가 좌우로 올바르게 보이도록 했습니다.
1841년 마르크 앙투안 고댕(Marc Antoine Gaudin)이 만든 또 다른 프랑스식 디자인이 등장했습니다. '누벨 아파레이유 고댕(Nouvel Appareil Gaudin)' 카메라는 렌즈 앞면에 크기가 다른 세 개의 구멍이 있는 금속 디스크가 장착되어 있었습니다. 구멍을 돌려가며 조리개 값을 조절하여 카메라로 들어오는 빛의 양을 조절할 수 있었습니다. 고댕 카메라는 초점을 맞추기 위해 상자를 겹치는 대신 겹쳐지는 황동 튜브를 사용했습니다.
1850년대 동안 다게레오타입을 점차 대체한 콜로디온 습판 방식은 사진가가 사용 직전에 얇은 유리나 철판에 감광액을 바르고 젖은 상태에서 카메라에 노출해야 했습니다. 초기 습판 카메라는 매우 단순하여 다게레오타입 카메라와 별반 다르지 않았지만, 결국 더 정교한 디자인이 등장했습니다. 1864년의 두브로니(Dubroni)는 별도의 암실이 아닌 카메라 내부에서 직접 판을 감광하고 현상할 수 있게 했습니다.
사진용 필름의 사용은 조지 이스트먼(George Eastman)에 의해 개척되었으며, 그는 1885년에 종이 필름을 제조하기 시작했고 1889년에는 셀룰로이드 필름으로 전환했습니다. 그가 '코닥(Kodak)'이라고 부른 첫 번째 카메라는 1888년에 처음 판매되었습니다.
1900년, 이스트먼은 스냅샷이라는 개념을 도입한 단순하고 매우 저렴한 상자형 카메라인 브라우니(Brownie)를 통해 대중 시장을 위한 사진 촬영을 한 단계 더 발전시켰습니다. 브라우니는 엄청난 인기를 끌었으며 다양한 모델이 1960년대까지 판매되었습니다.
라이츠(Leitz)의 연구 개발 책임자였던 오스카 바르낙(Oskar Barnack)은 고품질 확대가 가능한 소형 카메라를 만들기 위해 35mm 영화용 필름을 스틸 카메라에 사용하는 방법을 연구하기로 했습니다. 그는 1913년경 35mm 카메라 프로토타입(Ur-Leica)을 제작했지만, 제1차 세계대전으로 인해 추가 개발이 몇 년간 지연되었습니다.
최초의 실용적인 반사식 카메라는 1928년에 출시된 프랑케 & 하이데케(Franke & Heidecke)의 롤라이플렉스(Rolleiflex) 중형 TLR 카메라였습니다. 일안 반사식과 이안 반사식 카메라 모두 수십 년 전부터 존재했지만, 너무 부피가 커서 큰 인기를 얻지 못했습니다. 그러나 롤라이플렉스는 충분히 소형화되어 널리 인기를 얻었으며, 중형 TLR 디자인은 고급 및 보급형 카메라 모두에서 인기를 끌게 되었습니다.
자동 노출 기능을 갖춘 최초의 카메라는 1938년에 출시된 셀레늄 노출계가 장착된 완전 자동식 '슈퍼 코닥 식스-20(Super Kodak Six-20)'이었지만, 당시 225달러(2019년 기준 약 4,087달러)라는 매우 높은 가격 때문에 성공을 거두지 못했습니다. 그러나 1960년대에 이르러 저렴한 전자 부품이 보편화되면서 노출계와 자동 노출 시스템을 갖춘 카메라가 점점 더 널리 보급되었습니다.
코닥은 1934년 레티나 I(Retina I)으로 시장에 진입했으며, 이 카메라는 현대의 모든 35mm 카메라에 사용되는 135 카트리지를 도입했습니다. 레티나는 비교적 저렴했지만 35mm 카메라는 여전히 대부분의 사람들에게는 손에 닿지 않는 가격이었고, 대중 시장용 카메라로는 롤 필름이 선호되는 형식이었습니다. 이러한 상황은 1936년 저렴한 아거스 A(Argus A)의 출시와 1939년 엄청난 인기를 끈 아거스 C3(Argus C3)의 등장으로 크게 바뀌었습니다. 가장 저렴한 카메라는 여전히 롤 필름을 사용했지만, C3가 단종된 1966년 무렵에는 35mm 필름이 시장을 지배하게 되었습니다.
전후 최초의 주요 SLR 혁신은 아이레벨 뷰파인더였으며, 이는 1947년 헝가리의 듀플렉스(Duflex)에서 처음 등장했고 1948년 펜타프리즘을 사용한 최초의 카메라인 콘탁스 S(Contax S)에서 개선되었습니다. 그 이전의 모든 SLR은 웨이스트 레벨 포커싱 스크린을 장착하고 있었습니다. 듀플렉스는 또한 노출 후 뷰파인더가 어두워지는 것을 방지하는 즉시 복귀 미러를 갖춘 최초의 SLR이기도 했습니다. 같은 시기에 핫셀블라드 1600F(Hasselblad 1600F)가 출시되어 수십 년 동안 중형 SLR의 표준을 정립했습니다.
기존 카메라들이 점점 더 정교해지는 동안, 1948년 시장에는 완전히 새로운 유형의 카메라가 등장했습니다. 바로 세계 최초의 실용적인 즉석 사진 카메라인 폴라로이드 모델 95(Polaroid Model 95)였습니다. 발명가 에드윈 랜드(Edwin Land)의 이름을 따서 '랜드 카메라(Land Camera)'라고 불린 모델 95는 특허받은 화학 공정을 사용하여 노출된 네거티브에서 1분 이내에 완성된 포지티브 인화지를 만들어냈습니다. 랜드 카메라는 비교적 높은 가격에도 불구하고 인기를 끌었으며, 1960년대에는 폴라로이드 제품군이 수십 개의 모델로 확장되었습니다. 대중 시장을 겨냥한 최초의 폴라로이드 카메라인 1965년형 모델 20 스윙어(Model 20 Swinger)는 큰 성공을 거두었으며 역대 가장 많이 팔린 카메라 중 하나로 남아 있습니다.
1952년 아사히 광학(Asahi Optical Company, 이후 펜탁스 카메라로 유명해짐)은 135 필름을 사용하는 최초의 일본 SLR인 아사히플렉스(Asahiflex)를 출시했습니다. 캐논(Canon), 야시카(Yashica), 니콘(Nikon)을 포함한 다른 여러 일본 카메라 제조업체들도 1950년대에 SLR 시장에 뛰어들었습니다.
디지털 카메라 이미지 센서의 기초는 금속 산화물 반도체(MOS) 기술이며, 이는 1959년 벨 연구소의 모하메드 M. 아탈라(Mohamed M. Atalla)와 강대원(Dawon Kahng)이 MOSFET(MOS 전계효과 트랜지스터)을 발명하면서 시작되었습니다. 이는 전하 결합 소자(CCD)와 이후의 CMOS 센서를 포함한 디지털 반도체 이미지 센서의 개발로 이어졌습니다.
다음 기술적 진보는 1960년 독일의 서브미니어처 카메라 Mec 16 SB가 더 정확한 측광을 위해 렌즈 뒤에 노출계를 배치한 최초의 카메라가 되면서 이루어졌습니다. 그러나 렌즈를 통한 측광(TTL)은 결국 다른 유형의 카메라보다 SLR에서 더 흔히 볼 수 있는 기능이 되었으며, TTL 시스템을 갖춘 최초의 SLR은 1962년의 Topcon RE Super였습니다.
최초의 반도체 이미지 센서는 1969년 벨 연구소의 윌라드 S. 보일(Willard S. Boyle)과 조지 E. 스미스(George E. Smith)가 발명한 CCD입니다. 그들은 MOS 기술을 연구하던 중 전하가 자기 버블과 유사하며 작은 MOS 커패시터에 저장될 수 있다는 사실을 깨달았습니다.
1975년 취미용 제작 프로젝트로 소개된 크로멤코 사이클롭스는 마이크로컴퓨터에 연결된 최초의 디지털 카메라였습니다. 이 카메라의 이미지 센서는 수정된 금속 산화물 반도체(MOS) 동적 RAM(DRAM) 메모리 칩이었습니다.
휴대용 필름 카메라처럼 휴대하고 사용할 수 있는 장치라는 의미에서의 휴대용 전자 카메라는 1981년 소니 마비카(자기 비디오 카메라)가 시연되면서 등장했습니다. 이는 나중에 소니가 출시한 같은 이름의 카메라와 혼동해서는 안 됩니다. 이 카메라는 비디오테이프 기기처럼 픽셀 신호를 개별 레벨로 변환하지 않고 연속적으로 기록한다는 점에서 아날로그 카메라였습니다. 이 카메라는 텔레비전과 유사한 신호를 2×2인치 '비디오 플로피'에 기록했습니다. 본질적으로는 단일 프레임을 기록하는 비디오 무비 카메라였으며, 필드 모드에서는 디스크당 50장, 프레임 모드에서는 디스크당 25장을 기록했습니다. 이미지 품질은 당시의 텔레비전과 동등한 수준으로 간주되었습니다.
NMOS 능동 픽셀 센서(APS)는 1980년대 중반 일본의 올림푸스(Olympus)에서 발명되었습니다. 이는 MOSFET 스케일링이 더 작은 미크론 단위와 서브 미크론 단위에 도달하는 등 MOS 반도체 소자 제조 기술의 발전으로 가능해졌습니다. NMOS APS는 1985년 올림푸스의 나카무라 츠토무(Tsutomu Nakamura) 팀에 의해 제작되었습니다. CMOS 능동 픽셀 센서(CMOS 센서)는 이후 1993년 NASA 제트 추진 연구소의 에릭 포섬(Eric Fossum) 팀에 의해 개발되었습니다.
아날로그 전자 카메라는 1986년 캐논 RC-701이 출시되기 전까지는 시장에 나오지 않은 것으로 보입니다. 캐논은 1984년 하계 올림픽에서 이 모델의 프로토타입을 시연하고 일본 신문인 요미우리 신문에 이미지를 인쇄했습니다. 미국에서 이 카메라를 실제 보도에 사용한 최초의 간행물은 월드 시리즈 야구 경기를 취재한 USA 투데이였습니다. 아날로그 카메라의 광범위한 채택을 가로막은 요인은 비용(최대 20,000달러, 2019년 가치로 47,000달러), 필름에 비해 떨어지는 이미지 품질, 저렴하고 품질 좋은 프린터의 부족 등이었습니다. 이미지를 캡처하고 인쇄하려면 원래 프레임 그래버와 같은 장비에 접근해야 했는데, 이는 일반 소비자가 접근하기 어려운 수준이었습니다. '비디오 플로피' 디스크는 나중에 화면에서 볼 수 있는 여러 리더 장치가 출시되었지만 컴퓨터 드라이브로 표준화되지는 않았습니다.
니콘은 1980년대 중반부터 디지털 사진에 관심을 가졌습니다. 1986년 포토키나(Photokina)에서 니콘은 파나소닉이 제조한 최초의 SLR형 디지털 카메라(스틸 비디오 카메라)의 작동 프로토타입을 선보였습니다. 니콘 SVC는 30만 화소의 2/3인치 전하 결합 소자 센서를 중심으로 제작되었습니다. 카메라 내부의 자기 플로피 저장 매체는 해상도에 따라 25장 또는 50장의 흑백 이미지를 기록할 수 있었습니다. 1988년 니콘은 최초의 상업용 DSLR 카메라인 QV-1000C를 출시했습니다.
소비자에게 판매된 최초의 아날로그 전자 카메라는 1987년의 카시오 VS-101일 수 있습니다. 같은 해에 생산된 주목할 만한 아날로그 카메라로는 언론용 카메라로 설계되어 일반 사용자에게는 판매되지 않았고 수백 대만 판매된 니콘 QV-1000C가 있습니다. 이 카메라는 이미지를 그레이스케일로 기록했으며 신문 인쇄 품질은 필름 카메라와 동등했습니다. 외관상으로는 현대의 디지털 일안 반사식 카메라와 매우 흡사했습니다. 이미지는 비디오 플로피 디스크에 저장되었습니다.
상업적으로 판매된 최초의 디지털 카메라는 1987년의 메가비전 테세라였을 가능성이 있지만, 판매에 대한 광범위한 문서는 알려져 있지 않습니다.
1980년대 후반에는 진정한 상업용 디지털 카메라를 생산하는 데 필요한 기술이 존재했습니다. 이미지를 컴퓨터 파일로 기록한 최초의 진정한 휴대용 디지털 카메라는 1988년의 후지 DS-1P였을 가능성이 높으며, 이 카메라는 배터리를 사용하여 데이터를 메모리에 유지하는 2MB SRAM(정적 RAM) 메모리 카드를 기록했습니다. 이 카메라는 대중에게 판매되지 않았습니다.
디지털 형식으로의 전환은 1988년 최초의 JPEG 및 MPEG 표준이 형성되면서 이미지 및 비디오 파일을 저장용으로 압축할 수 있게 되어 큰 도움을 받았습니다.
실제로 상업적으로 판매된 최초의 휴대용 디지털 카메라는 1989년 12월 일본에서 판매된 후지의 DS-X입니다.
미국에서 상업적으로 이용 가능한 최초의 휴대용 디지털 카메라는 1990년 11월에 처음 출하된 다이캠 모델 1이었습니다. 이 카메라는 흑백이고 해상도가 낮으며 가격이 거의 1,000달러(2019년 가치로 2,000달러)에 달했기 때문에 원래는 상업적으로 실패했습니다. 이후 1992년 로지텍 포토맨(Logitech Fotoman)으로 재판매되면서 어느 정도 성공을 거두었습니다. 이 카메라는 CCD 이미지 센서를 사용하고 사진을 디지털 방식으로 저장하며 다운로드를 위해 컴퓨터에 직접 연결되었습니다.
1991년, 코닥은 코닥 DCS(Kodak Digital Camera System)를 시장에 출시했습니다. 이는 부분적으로 필름 카메라 바디(주로 니콘)를 기반으로 한 전문 코닥 DCS SLR 카메라 시리즈의 시작이었습니다. 이 카메라는 130만 화소 센서를 사용했고, 부피가 큰 외부 디지털 저장 장치를 갖추었으며, 가격은 13,000달러(2019년 기준 24,000달러 상당)였습니다. 이후 코닥 DCS-200이 출시되면서 기존의 코닥 DCS는 코닥 DCS-100으로 불리게 되었습니다.
뒷면에 액정 디스플레이(LCD)를 탑재한 최초의 소비자용 카메라는 1995년 스에타카 히로유키가 이끄는 팀이 개발한 카시오 QV-10입니다.
동영상 클립을 녹화할 수 있는 기능을 제공한 최초의 카메라는 1995년에 출시된 리코 RDC-1일 가능성이 높습니다.
컴팩트 플래시(CompactFlash)를 사용한 최초의 카메라는 1996년의 코닥 DC-25입니다.
1999년에는 274만 화소 카메라인 니콘 D1이 출시되었습니다. 이는 주요 제조사가 완전히 처음부터 독자적으로 개발한 최초의 디지털 SLR 카메라였으며, 출시 당시 6,000달러 미만(2019년 기준 10,100달러 상당)의 가격으로 전문 사진작가와 고급 사용자들도 구매할 수 있는 수준이었습니다. 이 카메라는 니콘 F 마운트 렌즈를 사용하여 기존 필름 사진작가들이 이미 보유하고 있던 많은 렌즈를 그대로 사용할 수 있었습니다.
2003년부터 디지털 카메라 판매량이 필름 카메라를 앞질렀고, 코닥은 2004년 1월 선진국 시장에서 코닥 브랜드의 필름 카메라 판매를 중단하겠다고 발표했습니다. 이후 변화하는 산업 환경에 적응하는 데 어려움을 겪다가 2012년 파산을 신청했습니다.
사진 카메라의 전신은 카메라 옵스큐라입니다. 카메라 옵스큐라(라틴어로 '어두운 방'을 의미)는 스크린(또는 벽 등) 반대편에 있는 장면의 이미지가 스크린의 작은 구멍을 통해 투영되어 개구부 반대편 표면에 거꾸로 된 이미지(좌우 반전 및 상하 반전)를 형성할 때 발생하는 자연적인 광학 현상입니다.
