[MWC 2014 돋보기] 4. CMOS 이미지센서(CIS), 아이소셀(ISOCELL)

최근 SNS 사용이 급격히 늘어나면서 스마트폰이나 디지털 카메라로 찍은 사진을 온라인에서 활용하는 경우가 많아 졌습니다. 카메라의 화질과 성능도 예전보다 크게 개선되면서 이제는 스마트폰이나 일반 보급형 디지털 카메라로 촬영한 사진도 전문가용 카메라 뒤지지 않을 정도로 훌륭한 결과물을 보여주고 있는데요.

삼성전자는 지난달 스페인 바르셀로나에서 열린 MWC(Mobile World Congress) 2014에서 차세대 기술인 ‘아이소셀(ISOCELL)’을 적용한 1300만, 1600만 화소 모바일 CMOS 이미지센서(CIS)를 발표했습니다.

아이소셀은 지난해 9월 삼성전자가 업계 최초로 개발한 차세대 이미지센서 기술입니다. 이미지 센서의 구성 화소에 모이는 빛을 최대한 활용할 수 있도록 센서 구조를 바꿔 CIS의 성능한계를 뛰어넘는 것이 특징인데요. 어두운 환경에서도 보다 선명한 이미지를 구현하고 깨끗한 사진을 얻을 수 있습니다. 또한 색 재현성(reproducibility)을 높여 피사체 고유의 색에 가까운 이미지를 표현할 수 있는 장점이 있습니다.

오늘은 사진의 품질을 향상시키는 CIS와 삼성전자의 아이소셀에 대해 소개해 드릴게요.

■ 사진의 품질을 결정 짓는 CMOS 이미지 센서(CIS)

먼저 CIS의 개념을 이해하기 위해 관련된 용어들을 하나씩 짚어 드리겠습니다.

CIS란 CMOS 기술로 생산된 이미지 센서를 말합니다. 수많은 감광 픽셀 센서들이 배열된 집적 회로로서 각각의 픽셀은 빛을 감지하는 광검출기(photodetector)와 신호를 증폭하는 능동증폭기(active amplifier)로 구성되는데요.

CIS는 빛을 받아들여 전기 신호로 변환하는 역할을 한다는 점에서 특히 사진의 품질을 결정하는 핵심 부품입니다. 디지털 영상 기기에 많이 활용되어 디지털 카메라, 스마트폰, 태블릿, 통신 장치 등이 대표적으로 사용됩니다.

■ 센서 구조의 혁신적인 진화, 아이소셀(ISOCELL)

아이소셀은 CIS를 구성하는 화소에 모이는 빛을 최대한 활용할 수 있도록 센서의 구조를 혁신적으로 변화시킨 기술입니다. ‘격리하다’라는 뜻의 ‘isolate’와 ‘세포’라는 뜻의 ‘cell’이 합쳐진 어원처럼 픽셀(pixel)의 각 테두리에 물리적인 벽을 형성해 픽셀 간 간섭 현상을 줄였는데요. 이를 통해 어두운 공간에서도 보다 깨끗하고 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다.

CIS에 적용되는 픽셀 기술은 전면조사형(FSI, Front Side Illumination)에서 후면조사형(BSI, Back Side Illumination)으로 나뉘어집니다. 후면조사형은 웨이퍼를 뒤집어 얇게 가공, 후면에서 빛을 받아들이도록 한 방식인데요.

빛이 들어오는 경로가 짧고 많은 양의 빛을 받아들일 수 있어 전면조사형 방식보다 40% 이상 감도를 높여 영상의 품질을 개선할 수 있는 장점이 있습니다.

하지만 후면조사형은 많은 빛과 색상을 흡수해 이웃한 픽셀 사이에서 색상이 혼합될 수 있다는 단점도 가지고 있는데요.

삼성전자가 최초로 도입한 아이소셀 기술은 후면조사형의 이런 기술 한계를 극복했습니다. 픽셀 간 장벽을 만들어 색상 혼합 문제를 해결했기 때문입니다.

그 결과, 픽셀 간 간섭 현상이 후면조사형보다 30% 이상 줄어 이미지의 색상 재현성을 높였습니다. 또한 수광면적이 30% 증가하여 어두운 환경에서도 보다 선명하고 깨끗한 이미지를 얻을 수 있습니다.

CIS와 아이소셀은 소중한 순간의 추억을 놓치지 않고 고스란히 담을 수 있도록 도와주는 고마운 기술 입니다. 디지털 시대에도 여러분의 감성이 빛 바래지 않게, 앞으로도 삼성전자가 반도체가 끊임없는 혁신기술을 통해 지켜드리겠습니다.^^

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