[디지털데일리 고성현 기자] 삼성전자가 스마트폰 메인·서브 카메라에 적용할 수 있는 플래그십 이미지센서 아이소셀 HP9·아이소셀 GNJ·아이소셀 JN5 3종을 27일 공개했다.

'아이소셀 HP9'은 0.56마이크로미터(㎛) 크기 픽셀 2억개를 1/1.4"(1.4분의 1인치) 옵티컬 포맷에 구현한 망원용 이미지센서 제품이다. 삼성전자가 신규 소재를 적용해 독자 개발한 고굴절 마이크로 렌즈를 활용, 빛을 모으는 능력을 높여 각 컬러 필터에 해당하는 빛 정보를 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.

이 제품은 저조도 환경에서 상대적으로 취약한 망원 카메라 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.

프리미엄 스마트폰의 광각 카메라 옵티컬 포맷이 대형화되면서 1/1.4" 이미지센서 또한 망원 모듈로 실장될 수 있고, 리모자이크 알고리즘 기반 2배 또는 4배의 센서 자체 줌 (In-Sensor Zoom) 모드를 지원해 3배 망원 모듈에 탑재시 최대 12배 줌까지 선명한 화질 구현이 가능하다.

삼성전자는 아이소셀 HP9이 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 기대했다.

'아이소셀 GNJ'는 1/1.57"(1.57분의 1인치) 크기의 옵티컬 포맷에 1.0㎛ 픽셀 5천만개를 구현한 '듀얼 픽셀' 제품이다. 듀얼 픽셀은 모든 픽셀이 두 개 포토다이오드를 탑재해 초점을 맞추는 동시에 색 정보도 받아들일 수 있어 화질 손상 없이 빠르고 정확한 자동 초점 기능을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 또 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. 특히 프리뷰 모드에서는 전작 대비 약 29%, 비디오 모드에서는 4K 60fps 기준 약 34%의 소비 전력이 개선됐다.

아이소셀 GNJ에는 고굴절 마이크로 렌즈와 함께 삼성전자가 신규 개발한 고투과 ARL 소재를 적용해 어두운 부분에도 선명한 화질을 제공하도록 개선했다. 또 픽셀과 픽셀 사이 격벽 DTI 물질을 폴리 실리콘(Poly Si)에서 산화물(Oxide)로 변경해 투과된 빛 손실을 줄이고 픽셀 간 간섭 현상을 줄여 더욱 선명한 이미지를 구현했다.

마지막 제품인 아이소셀 JN5는 1/2.76"(2.76분의 1인치) 크기의 옵티컬 포맷에 0.64㎛ 픽셀 5000만개를 구현했다. 또 듀얼 VTG(Dual Vertical Transfer Gate) 기술을 도입해 픽셀에 들어온 빛이 변환된 전하의 전송 능력을 높이고 극 저조도에서의 노이즈 특성을 대폭 개선해 어두운 곳에서도 선명한 화질을 제공한다.

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 JN5는 HDR 기능을 강화한 '듀얼 슬로프 게인(Dual Slope Gain)' 기술도 적용됐다. 듀얼 슬로프 게인은 픽셀에 들어온 빛의 아날로그 정보를 서로 다른 2개의 신호로 증폭하고 이를 디지털 신호로 변환해 하나의 데이터로 합성하는 기술이다. 센서가 표현할 수 있는 색의 범위를 넓혀 준다. 이밖에 하드웨어 리모자이크 알고리즘을 적용해 카메라 촬영 속도가 향상됐고, 프리뷰와 캡쳐 모드에서 실시간 줌 동작이 가능하다.

삼성전자는 아이소셀 JN5가 1/2.76"의 얇은 옵티컬 포맷으로 범용성이 매우 높아 광각과 초광각 카메라는 물론 전면(Front)과 망원 카메라에도 채용될 수 있을 것으로 봤다.

이제석 삼성전자 시스템LSI사업부 Sensor사업팀 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.