삼성전자, 업계 최초 '이미지센서' 5000만 화소 HDR 구현

2억 화소 아이소셀 사진=삼성전자 제공

삼성전자가 카메라의 '눈'에 해당하는 이미지센서 '아이소셀(ISOCELL) HP2'를 출시했다. 이 제품은 0.6㎛(마이크로미터) 크기의 픽셀 2억개를 탑재했고 업계 최초로 모바일AP 지원 없이 이미지센서만으로 5천만 화소의 HDR 촬영을 구현해 이미지 처리 속도를 개선했다.

'HP2'는 '듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트(Dual Vertical Transfer Gate)' 기술을 적용해 전하저장용량(Full Well Capacity)을 이전 2억 화소 제품 대비 최대 33%까지 높여 화질을 개선했다. 전하저장용량이 높아지면 각 픽셀이 더 많은 빛을 활용할 수 있어 기존보다 풍부한 색 표현이 가능하다.

'듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트'는 포토다이오드에서 회로로 전자를 이동시키는 수직 구조의 게이트를 2개 배치해 전자 신호 전달 효율을 극대화하는 기술이다.

'HP2'는 조도 조건에 따라 4개 또는 16개의 인접 픽셀을 묶어 수광 면적을 확대하는 '테트라 스퀘어드 픽셀(Tetra2pixel)' 기술도 적용했다.

이 기술을 통해 어두운 날씨 또는 실내와 같은 저조도 환경에서도 1.2㎛(5천만 화소) 또는 2.4㎛(1250만 화소) 크기의 픽셀과 같은 수광 면적을 확보해 선명한 사진 촬영이 가능하다. 또 HDR(High Dynamic Range) 기능 강화를 위해 기존 '스마트 ISO 프로' 기술뿐 아니라 '듀얼 슬로프 게인(Dual Slope Gain)' 기술도 새로 적용했다.

'듀얼 슬로프 게인'은 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.

'HP2'에는 2억개 화소를 모두 활용해 위상차 자동 초점 기능을 수행하는 '슈퍼 QPD(Quad Phase Detection)' 기능도 탑재됐다. 거실 밝기 약 100룩스보다 100배 가량 낮은 밝기의 달빛 아래(약 1룩스)에서도 좌우 뿐만 아니라 상하의 위상차를 이용해 빠르고 정확하게 초점을 맞출 수 있다.

이 밖에 딥 러닝(Deep Learning) 기반의 '리모자이크 알고리즘'을 적용해 초고화소 환경에서의 촬영 속도와 품질을 향상시켰다. 'HP2'의 2억 화소 촬영 속도는 이전 제품 대비 2배가량 빨라졌으며 초당 30프레임의 8K 해상도, 120프레임의 4K 해상도를 지원한다. 특히 사진 촬영과 동일한 화각에서 초고해상도인 8K 영상 촬영이 가능한 것이 특징이다.

삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀장 임준서 부사장은 "'아이소셀 HP2'에는 삼성전자의 차별화된 초고화소 센서 기술과 노하우가 집약됐다"며 "고객 요구에 기반한 끊임없는 기술 혁신과 딥 러닝 기반의 화질 최적화 기술을 통해 지속 성장하고 있는 초고화소 이미지센서 시장에서 리더십을 강화할 것"이라고 말했다.