[시사오늘·시사ON·시사온= 한설희 기자]

삼성전자는 업계 최초로 2억 화소를 넘은 모바일 이미지센서 ‘아이소셀 HP1’과 업계 최소 크기의 듀얼 픽셀(Dual Pixel) 이미지센서 ‘아이소셀 GN5’를 2일 공개했다.

‘아이소셀 HP1’은 0.64 마이크로미터 픽셀 2억 개가 1/1.22인치 옵티컬포맷(카메라 렌즈를 통해 들어오는 이미지 인식 영역의 지름) 크기에 구현된 제품이다. 촬영 환경에 따라 4개 혹은 16개의 인접 픽셀을 조합할 수 있는 삼성전자의 독자적 기술 ‘카멜레온셀(ChameleonCell)’이 최초 적용된 것이 특징이다. 

신제품은 빛이 충분할 때 0.64 마이크로미터의 미세 픽셀을 활용하고, 어두울 때 1.28 혹은 2.56 마이크로미터 픽셀처럼 수광 면적을 넓혀 밝고 선명한 사진을 촬영할 수 있다. 인접 픽셀 4개를 하나처럼 동작시켜 화각 손실 없이 초당 30프레임·8K 고해상도 영상을 촬영 가능하다. 

또한 0.64 마이크로미터 픽셀을 이용해 전작 대비 화소 수를 85% 많이 탑재하면서도, 옵티컬포맷의 크기 증가는 최소화했다.

앞서 삼성전자는 지난 2019년 업계 최초 1억 800만 화소 이미지센서를 출시한 바 있다. 2년 만에 2억 화소 제품을 출시하며 차세대 모바일 카메라 시장 주도권을 이어갈 전망이다.

‘아이소셀 GN5’는 1/1.57인치 옵티컬포맷에 1.0 마이크로미터 픽셀 5000만 개를 구현한 업계 최소 크기의 듀얼 픽셀 제품이다. 듀얼 픽셀이란 한 픽셀에 두 개의 포토다이오드를 탑재, 각각의 다이오드가 자동 초점을 구현하는 기술을 의미한다. 
 
기존 픽셀에는 포토다이오드가 한 개 탑재됐지만, 듀얼 픽셀 제품엔 두 개가 탑재된다. 센서의 모든 픽셀이 초점을 맞추는 동시에 색 정보도 받아들일 수 있어, 화질 손상 없이 빠르고 정확한 자동 초점 기능을 구현할 수 있다는 게 삼성전자의 설명이다. 

삼성전자는 아이소셀 GN5에 ‘듀얼 픽셀 프로’ 기술을 활용했다. 기존 듀얼 픽셀 제품이 자동 초점을 위해 피사체의 좌우 위상차만 활용하는 반면, 신제품은 상하좌우 위상차를 모두 활용해 자동 초점 성능이 강화됐다. 

특히 픽셀 사이에 절연부를 형성하는 FDTI 공법이 포토다이오드 사이에 부분적으로 적용돼, 혼색(Crosstalk)을 최소화하고 전하저장용량을 극대화해 1.2 마이크로미터 듀얼 픽셀 제품과 동일 성능을 구현했다. 

해당 제품은 빛이 풍부한 곳에서 하나의 포토다이오드를 한 픽셀처럼 활용하는 컬러 필터 재배치 알고리즘을 통해 1억 화소의 고화질 사진도 촬영 가능하다. 

장덕현 삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀 부사장은 “삼성전자는 초소형 이미지센서에서의 고감도 촬영을 위한 기술적 난제를 극복하기 위해 독보적인 기술을 확보해 나가고 있다”며 “한계를 뛰어넘는 고화소 아이소셀 HP1과 한 차원 높은 자동초점 기능을 탑재한 아이소셀 GN5는 차세대 모바일 기기에서의 카메라 트렌드를 선도할 혁신적인 제품”이라고 전했다.