1억 8백만 화소 모바일 이미지센서 ‘아이소셀 브라이트 HMX’

아무리 좋은 카메라로 찍은 사진도 눈으로 보는 것만 못하다는 것은 다 옛날 이야기가 되었습니다. 지난 8월, 삼성전자는 업계 최초로 ‘1억 화소’의 벽을 깬 1억 8백만 화소의 모바일 이미지센서 ‘아이소셀 브라이트 HMX’를 선보였는데요.

이 제품은 지난 5월 공개한 6천 4백만 화소의 ‘아이소셀 브라이트 GW1’, ‘아이소셀 브라이트 GW2’보다 화소 수가 1.6배 이상 늘어나 모바일 이미지센서 중에서는 업계 최대 화소 수를 자랑합니다. 이로써 기존의 모바일 기기로는 표현하지 못했던 세세한 부분까지 이미지로 담아내는 초고해상도 촬영이 가능해지면서, 프리미엄 DSLR 카메라급 화질을 작고 얇은 스마트폰에서도 구현할 수 있게 됐습니다.

픽셀 미세화 기술의 한계를 넘은 이미지센서 ‘아이소셀 슬림 GH1’

최근 스마트폰 시장의 트렌드인 ‘홀 디스플레이(hole-in display)’, ‘노치 디스플레이(notch-display)’와 같이 디스플레이의 크기를 극대화한 베젤리스 디자인에서는 카메라 모듈 크기가 작아지는 게 불가피합니다. 한정된 공간에 카메라를 장착하기 위해 센서의 크기가 작아지고, 이에 따라 픽셀 수가 줄어들면 고화질 구현이 어려워질 수 있는데요.

삼성전자가 선보인 ‘아이소셀(ISOCELL) 슬림 GH1’은 업계 최초로 0.7㎛(마이크로미터, 100만분의1미터) 픽셀 크기에 4,370만 화소를 구현하면서도, 최대 4K(3,840 x 2,160) 해상도로 초당 60 프레임의 전문가급 영상 녹화도 가능한 이미지센서입니다.

삼성전자의 계속되는 픽셀 기술 혁신

픽셀은 컴퓨터, TV, 모바일 기기 화면의 이미지를 구성하는 최소 단위인데요. 픽셀의 크기가 1㎛(마이크로미터?100만분의 1m) 이하로 작아지면 픽셀 간의 구별이 모호해지면서 기술적 한계에 부딪히게 됩니다.

이러한 한계를 극복하기 위해 삼성전자는 픽셀을 절연층으로 완전히 분리해 간섭현상을 최소화한 ‘아이소셀(ISOCELL)’ 기술을 통해 2,000만부터 3,200만, 4,800만, 6,400만, 1억 800만 화소의 제품까지 0.8㎛ 초소형 픽셀을 적용했습니다. 0.7㎛ 픽셀 크기가 가능한 것도 이러한 기술 혁신의 노력의 결과인데요. 삼성전자는 또한 어두운 환경에서 4개의 픽셀이 하나의 큰 픽셀처럼 동작하는 ‘테트라셀(Tetracell)’ 기술을 적용해 어두울 때는 밝게, 밝을 때는 더욱 세밀한 이미지를 구현할 수 있게 했습니다.

삼성전자는 이미지센서 라인업을 점차 강화하며 눈으로 보는 듯한 초고화질 이미지를 담는 이미지센서 혁신을 계속해나갈 텐데요. 사람의 눈과 비슷한 화소에 이른 이미지센서는 앞으로 어디까지 진화할 수 있을까요? 앞으로도 삼성전자는 우리의 삶을 풍요롭게 하는 이미지센서의 미래를 위해 열심히 나아가겠습니다. ?

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‘1억 화소’ 벽 깬 초고화소 모바일 이미지센서 시대 열어

‘아이소셀 브라이트 HMX’는 1억 개가 넘는 화소를 구현해 기존에 모바일 기기에서 표현하지 못했던 세세한 부분까지 이미지로 담아내는 초고해상도 촬영이 가능합니다.

삼성전자는 ‘1/1.33 인치’ 크기의 센서를 적용해 빛을 받아들이는 면적(수광면적)을 넓혔으며, 4개의 픽셀을 합쳐 하나의 큰 픽셀처럼 활용하는 ‘테트라셀 기술’을 적용해 어두운 환경에서도 밝고 선명한 고화질 사진을 촬영할 수 있게 했습니다.

또한 빛의 양이 너무 많거나 적은 환경에서도 선명한 사진을 찍을 수 있도록 색 재현성은 높이고 노이즈를 최소화하는 ‘Smart-ISO(스마트 ISO) 기술’이 적용됐습니다.

‘Smart-ISO(스마트 ISO) 기술’은 바닷가와 같이 햇빛이 강한 환경에서는 Low-ISO 모드로 작동해 색 재현성을 높이고, 빛이 적은 환경에서는 High-ISO 모드로 작동해 노이즈를 개선합니다.

이 밖에도 동영상 녹화시 화각 손실 없이 최대 6K(6,016 × 3,384) 해상도로 초당 30프레임의 영상을 담을 수 있어 개인용 동영상 촬영을 넘어 영화와 방송 콘텐츠 등 전문가 수준의 영상 촬영에도 활용할 수 있습니다.

개발 초기부터 샤오미와 협력해 스마트폰 카메라에 최적화

한편 이번 삼성전자 ‘아이소셀 브라이트 HMX’ 출시에는 샤오미와의 협력이 큰 역할을 했습니다.

샤오미 공동 창업자 린빈 총재는 “프리미엄 DSLR에서나 가능하다고 생각했던 1억 8백만 화소 이미지센서를 작고 얇은 스마트폰에 최초로 적용하기 위해 삼성전자와 개발 초기부터 긴밀히 협력해왔다”라며, “지속적인 협력을 통해 사용자들에게 새로운 경험과 창의적인 콘텐츠 생산을 위한 플랫폼을 제공하겠다”라고 밝혔습니다.

삼성전자 시스템 LSI사업부 센서사업팀장 박용인 부사장은 “인간의 눈과 같은 초고화질로 세상을 담는 모바일 이미지센서 개발을 위해 혁신적인 노력을 지속했고, 그 목표에 조금씩 다가가고 있다”라며, “아이소셀 브라이트 HMX는 ‘1억 8백만 화소’와 ‘테트라셀’, ‘아이소셀 플러스’ 등 삼성전자의 기술이 집약되어 고객들에게 한 차원의 높은 섬세한 이미지를 제공할 것”이라고 말했습니다.

삼성전자는 이달부터 ‘아이소셀 브라이트 HMX’를 본격 양산할 예정입니다.

[참고자료]

□ 이미지센서(Image Sensor)
– 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛(영상 정보)을 전기적 디지털 신호로 변환하는 역할을 하는 반도체

□ 아이소셀(ISOCELL)
– ‘아이소셀(ISOCELL)’은 픽셀이 미세해짐에 따른 간섭현상을 최소화해 작은 픽셀로도 고품질의 이미지를 구현하는 삼성전자 기술 명칭으로, 삼성전자의 이미지센서를 대표하는 브랜드 명으로 사용하고 있음 
– 특성과 사용처에 따라 모바일용과 차량용으로 브랜드를 세분화함 
* 모바일용 : ISOCELL Fast, Slim, Bright, Multi
* 차량용 : ISOCELL Auto

□ 테트라셀(Tetracell)
– 테트라셀은 촬영 환경에 따라 어두울 때는 밝게, 밝을 때는 더욱 세밀한 이미지를 구현하는 삼성전자 이미지센서 기술
– 밝은 환경에서는 각 픽셀이 독립적으로 동작해 고화질의 이미지를 촬영할 수 있고, 어두운 환경에서는 4개의 픽셀이 결합되어 하나의 픽셀처럼 빛을 받아들임으로써 감도를 4배로 높이는 한편 노이즈도 개선해 밝고 선명한 사진을 촬영함

□ 수광면적
– 센서 내 화소에서 빛을 받아들이는 부분으로, 면적이 증가할수록 수광율이 올라가 좋은 화질의 이미지 확보가 용이함

□ 화각(Field of view)
– 카메라로 포착할 수 있는 범위

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