삼성전자는 플래그십 이미지센서 3종을 공개하며 스마트폰 카메라 시장 트렌드 선도에 나선다고 27일 밝혔다.
스마트폰 카메라에 대한 소비자들의 눈높이가 높아짐에 따라, 메인 카메라뿐만 아니라 초광각, 망원 등 서브 카메라의 화질, 성능 향상에 대한 요구가 높아지고 있다.
(사진=삼성전자)
삼성전자는 스마트폰의 메인 카메라와 서브 카메라에 다양하게 적용할 수 있는 첨단 이미지센서 3종을 통해 카메라 화각에 상관없이 일관된 사용자 경험을 제공한다는 계획이다.
'아이소셀 HP9'은 0.56㎛(마이크로미터) 크기의 픽셀 2억개를 1/1.4"(1.4분의 1인치) 옵티컬 포맷에 구현한 망원용 이미지센서 제품이다. 옵티컬 포맷(Optical Format)이란 이미지 센서 규격으로 카메라 모듈에서 외부 렌즈가 영상을 맺히게 하는 영역의 지름(Diagonal size)을 인치(Inch)로 변환한 값을 말한다.
'아이소셀 HP9'은 삼성전자가 신규 소재를 적용해 독자 개발한 고굴절 마이크로 렌즈를 활용해 빛을 모으는 능력을 향상시켜 각 컬러 필터에 해당하는 빛 정보를 더욱 정확하게 전달할 수 있다. 이를 통해 전작 대비 약 12% 개선된 감광 능력(SNR 10)과 약 10% 향상된 '자동초점 분리비(AF Contrast)' 성능으로 더욱 선명한 색감 표현이 가능하다.
특히 저조도 환경에서 상대적으로 취약한 망원 카메라의 감도를 개선했다. 또 인접 픽셀 16개(4x4)를 묶은 '테트라 스퀘어드 픽셀(Tetra2pixel)' 기술을 적용해 12Mp(Megapixel) 빅픽셀(2.24㎛) 인물 모드에서 저조도 감도 향상 뿐만 아니라 드라마틱한 아웃포커싱 효과인 보케(Bokeh)를 경험할 수 있다.
테트라 스퀘어드 픽셀(Tetra2pixel)은 조도 조건에 따라 4개 또는 16개의 인접 픽셀을 묶어 수광 면적을 확대하는 기술이다. 이 기술을 통해 어두운 날씨 또는 실내와 같은 저조도 환경에서도 선명한 사진 촬영이 가능하다.
보케(Bokeh)는 이미지의 아웃 포커스 부분에 미적인 블러 효과를 만들어내는 표현 방법으로 사진이나 영화에서 몽환적이고 예술적인 흐림 효과를 만드는 데 사용된다.
'아이소셀 HP9'은 화질, 자동 초점, HDR(High Dynamic Range) 및 FPS(Frames Per Second) 측면에서도 프리미엄 광각 센서에 준하는 성능으로, 망원 카메라로 활용시 모든 배율에서 더욱 선명한 화질 경험을 선사할 것으로 기대된다.
'아이소셀 GNJ'는 1/1.57"(1.57분의 1인치) 크기의 옵티컬 포맷에 1.0㎛ 픽셀 5000만개를 구현한 '듀얼 픽셀' 제품이다. '듀얼 픽셀'은 모든 픽셀이 두 개의 포토다이오드를 탑재해 초점을 맞추는 동시에 색 정보도 받아들일 수 있어 화질 손상 없이 빠르고 정확한 자동 초점 기능을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
센서 자체 줌(In-Sensor Zoom) 모드 동작시 비디오 모드에서 한층 선명한 화질 촬영과 함께 이미지 캡쳐 모드에서도 잔상과 모아레(Moire) 현상이 없는 선명한 해상력을 제공한다.
모아레(Moire) 현상은 특정 주파수에서 반복되는 두 가지 이상의 패턴 간 상호 간섭으로 인하여 시각적으로 왜곡되는 현상이다.
특히 프리뷰 모드에서는 전작 대비 약 29%, 비디오 모드에서는 4K 60fps 기준 약 34%의 소비 전력이 개선됐다.
'아이소셀 GNJ'는 '고굴절 마이크로 렌즈'와 함께 삼성전자가 신규 개발한 '고투과 ARL' 소재를 적용해, 어두운 부분에도 선명한 화질을 제공하도록 개선했다. 고투과 ARL(Anti-Reflective Layer)은 컬러 필터를 투과한 입사광을 최대화하기 위해 반사 또는 산란되는 광량을 줄이고 투과율을 높이는 기술이다.
또 픽셀과 픽셀 사이 격벽 DTI 물질을 폴리 실리콘(Poly Si)에서 산화물(Oxide)로 변경해 투과된 빛의 손실을 줄이고 픽셀 간 간섭 현상을 줄여 더욱 선명한 이미지를 구현했다. DTI(Deep Trench Isolation)는 픽셀과 픽셀 사이에 절연부를 형성해 인접한 화소들을 서로 격리시켜 픽셀 간 간섭 현상을 줄이는 기술이다.
'아이소셀 JN5'는 1/2.76"(2.76분의 1인치) 크기의 옵티컬 포맷에 0.64㎛ 픽셀 5000만개를 구현한 제품이다. 'Dual VTG(Dual Vertical Transfer Gate)' 기술을 도입해 픽셀에 들어온 빛이 변환된 전하의 전송 능력을 높이고 극 저조도에서의 노이즈 특성을 대폭 개선하여 어두운 곳에서도 한층 선명한 화질을 선사한다. Dual VTG(Dual Vertical Transfer Gate)는 포토다이오드에서 회로로 전자를 이동시키는 수직 구조의 게이트를 2개 배치해 전자 신호 전달 효율을 극대화하는 기술이다.
또, 좌/우, 상/하의 위상차를 모두 이용하는 위상차 자동 초점 기술인 '슈퍼 QPD(Quad Phase Detection)'기술을 적용해 빠르게 움직이는 피사체의 작은 디테일까지도 흔들림 없이 포착할 수 있다.
'아이소셀 JN5'는 HDR 기능을 강화한 '듀얼 슬로프 게인(Dual Slope Gain)' 기술도 적용됐다. '듀얼 슬로프 게인' 기술은 픽셀에 들어온 빛의 아날로그 정보를 서로 다른 2개의 신호로 증폭하고 이를 디지털 신호로 변환해 하나의 데이터로 합성하는 기술로, 센서가 표현할 수 있는 색의 범위를 넓혀 준다.
'아이소셀 JN5'는 1/2.76"의 얇은 옵티컬 포맷으로 범용성이 매우 높아 광각과 초광각 카메라는 물론 전면(Front)과 망원 카메라에도 채용될 수 있어 모든 화각에서도 일관된 카메라 경험을 선사한다.
삼성전자 시스템LSI사업부 Sensor사업팀 이제석 부사장은 "전통적인 이미지센서의 성능을 고도화하는 것은 물론, 메인과 서브 카메라의 격차를 줄여 모든 화각에서 일관된 촬영 경험을 선사하는 것이 업계의 새로운 방향으로 자리잡고 있다"며 "삼성전자는 최신 기술이 집약된 새로운 모바일 이미지센서 라인업을 통해 업계 표준을 리드하고, 센서 혁신 기술 개발을 지속해 한계를 돌파해 나갈 것"이라고 말했다.