더 얇은 스마트폰에서 더 생생한 사진을! 삼성전자 1.0㎛ 화소 모바일 이미지센서

여러분은 모바일 기기를 고를 때, 어떤 점을 고려하나요? 빠른 처리 속도, 넉넉한 저장공간, 선명한 디스플레이와 디자인을 눈여겨 보기도 하지만, 카메라 성능을 중요시하는 소비자들도 많습니다. 특히 자신의 사진을 찍어 SNS에 업로드하는 셀피 트렌드가 불고 있는 요즘, 카메라 성능에 대한 관심이 더욱 높아지고 있습니다.

특히 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기적인 영상 신호로 변환해 이를 저장하거나 디스플레이로 볼 수 있도록 만들어 주는 ‘CMOS 이미지센서’의 역할이 매우 중요한데요, 마치 카메라의 필름과 같은 역할을 하는 이미지센서 덕분에 촬영 후 현상이나 인화를 하지 않아도, 사진을 확인하거나 삭제할 수 있는 것입니다.

■ 더욱 작고, 슬림하게! 모바일 CMOS 이미지센서

많은 소비자들이 슬림한 디자인은 물론 고화질 카메라 기능을 갖춘 스마트폰을 원하면서 이미지센서에 요구되는 성능도 높아지고 있습니다. CMOS 이미지센서는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환해 이미지로 만드는 핵심적인 역할을 수행하기 때문에 사진 화질에 큰 영향을 미칩니다.

일반적으로 이미지의 화질은 이미지센서를 구성하는 화소(Pixel, 픽셀)에 모이는 빛의 양에 많은 영향을 받습니다. 최근 CMOS 이미지센서의 칩 크기는 작아지고 화소 수는 늘어나 화소의 크기가 계속 작아지고 있습니다. 즉, 이미지센서 칩 크기를 줄이면서도 고화질의 카메라 성능은 그대로 유지해야 하는 기술이 요구되고 있는 것입니다.

■ 삼성전자, 세계 최초 초소형 1.0㎛ 화소 이미지센서 양산

삼성전자는 지난 7월, 이러한 한계를 극복하고 세계 최초로 초소형 1.0㎛(마이크로미터) 화소 이미지센서 양산에 성공했습니다. 이 제품은 화소 크기가 1.0㎛인 1600만 화소 모바일 CMOS 이미지센서입니다. 1.0㎛는 100만 분의 1미터인데요, 그 크기가 얼마나 미세한지 실감되시나요?

특히 이번 제품은 1600만 화소 이미지센서에 현재 구현 가능한 가장 작은 크기의 1.0㎛ 화소를 적용해 카메라 모듈 크기와 두께를 최소화할 수 있게 했습니다.

동일한 화소 수의 센서 모듈을 더 작게 만들기 위해서는 화소의 크기를 줄여야 합니다. 하지만 화소의 크기가 작아지면 흡수하는 빛의 양이 감소해 화질이 떨어질 우려가 있습니다. 삼성전자는 각 화소를 서로 격리시켜 간섭 현상을 최소화하는 ‘아이소셀(ISOCELL)’ 공정 기술을 적용해 빛의 손실을 줄였습니다.

화소에는 각각 빨강, 파랑, 초록의 세 가지 컬러 필터가 얹혀지는데, 화소는 자신의 색깔 신호만 받아들이게 되어 있습니다. 하지만 빛이 직선이 아닌 사선으로 들어올 경우 문제가 발생합니다. 예를 들어 빨간 필터를 통과한 색이 사선으로 파란 화소에 들어가면 혼색되어 컬러 노이즈가 잡히게 되는 것입니다. 아이소셀 기술은 화소와 화소 사이에 절연부를 형성해 인접한 화소들을 서로 격리시키는 구조입니다. 따라서, 빛의 간섭으로 인한 다른 색깔 신호가 침입하는 것을 방지해 컬러 노이즈를 줄여 보다 깨끗한 이미지를 얻을 수 있는 것입니다. 이번 제품은 아이소셀 공정 기술을 통해 빛의 손실을 줄여 1.0㎛ 화소로도 기존 1.12㎛ 화소와 동등한 수준의 화질을 구현했습니다.

여기서 화소의 크기가 작아지면 동시에 카메라 모듈이 작아지고, 결과적으로 스마트폰을 얇게 만들 수 있다는 뜻인데요, 이번 이미지센서를 적용한 카메라 모듈의 경우 두께를 5mm 이하까지 줄일 수 있어, 기존 1.12㎛ 화소를 적용한 1600만 화소 카메라 모듈과 비교해 약 20% 정도 두께가 얇아진 것이 특징입니다. 이로 인해 소비자들은 더욱 슬림한 디자인에 고화질 카메라 기능을 갖춘 스마트폰을 만날 수 있게 되었습니다.

주머니에 쏙! 들어가는 얇은 두께의 스마트폰에서 깨끗하고 선명한 이미지를 즐길 수 있게 도와주는 초소형 이미지센서, 매력적이지 않나요? 삼성전자는 앞으로도 초소형 화소 이미지센서 제품군을 확대해 고화질 초박형 모바일 기기 시장을 선도할 예정인데요, 가까운 미래에는 또 어떤 성능을 지닌 모바일 카메라가 등장할지 기대됩니다.

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