2025년 2월 22일카메라 픽셀 크기는 카메라 센서 픽셀 단위의 물리적 너비와 높이를 나타내며, 일반적으로 마이크로미터(μm) 단위로 측정됩니다. 이는 카메라의 감도와 미세한 디테일을 포착하는 능력에 영향을 미치므로 이미징 애플리케이션 최적화에 있어 매우 중요한 카메라 사양 중 하나입니다.
센서 픽셀 크기가 중요하지만, 실제로 광학 시스템의 배율이 적용된 후 카메라의 여러 이미징 특성을 결정하는 것은 결과 이미지 픽셀 크기입니다. 이미지 픽셀 크기는 센서 픽셀 크기를 전체 시스템 배율로 나누어 결정됩니다. 따라서 현미경 대물렌즈와 같은 고정 초점 평면 광학 시스템과 기존 카메라 렌즈와 같은 초점 조절 시스템 간에는 상당한 차이가 있습니다. 후자의 경우, 피사체에 더 가까이 또는 더 멀리 이동하거나 줌 렌즈를 사용하여 배율을 조정함으로써 배율과 그에 따른 유효 이미징 픽셀 크기를 변경할 수 있습니다.
고정 초점면 현미경 대물렌즈를 사용하는 광학 시스템이나 줌 레벨과 피사체까지의 거리가 모두 고정된 렌즈 기반 시스템의 경우, 픽셀이 클수록 더 많은 빛을 모아 감도가 향상됩니다. 비유하자면, 빗물을 모으는 것이 컵보다 양동이에 물을 모으는 것이 더 효과적입니다. 픽셀 면적은 중요한 요소입니다. 즉, 카메라를 비교할 때 X축과 Y축에서 두 배 크기의 픽셀은 면적이 네 배 더 넓어 네 배 더 많은 광자에 노출됩니다. 저조도 이미징 상황에서 픽셀 크기를 늘리면 감도가 크게 향상되어 필요한 노출 시간이나 조도가 감소합니다.
이러한 고정 광학 시스템에서 큰 픽셀의 단점은 이미지 내 미세한 디테일을 표현하는 데 있습니다. 픽셀이 클수록 이미지의 '픽실레이션' 정도가 커집니다. 이미지의 픽셀이 1μm라면, 약 2μm보다 작은 디테일은 주변 특징이 하나로 흐릿하게 보이지 않고는 표현할 수 없습니다.
하지만 카메라 픽셀 크기가 미세한 디테일을 분해하는 데 있어 유일한 제한 요소는 아닙니다. 광학 시스템 역시 미세한 디테일이 흐릿해지기 전까지 얼마나 작아질 수 있는지에 대한 한계를 가지고 있습니다. 각 광학 시스템에는 그에 상응하는 최소 픽셀 크기가 있으며, 이 크기 이하에서는 디테일 분해능의 향상이 거의 없거나 전혀 없지만, 감도에는 여전히 불이익이 있습니다. 현미경 대물렌즈 기반 시스템의 경우, 이 한계는 주로 대물렌즈의 개구수(NA)에 의해 결정됩니다.
픽셀 크기가 6.5μm인 카메라는 60배 고개구수(NA) 현미경 대물렌즈에 적합합니다. 픽셀 크기가 10μm 또는 11μm인 카메라는 100배 고개구수(NA) 대물렌즈에 적합합니다. 두 경우 모두 픽셀 크기가 클수록 감도가 높아지지만, 픽셀 크기가 작다고 해서 이미지의 세부 해상도가 더 미세해지는 것은 아닙니다.
