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[MWC 2014] 에디터S가 콕콕 짚어주는 MWC 2014 요점 정리: ⑨ CMOS 이미지센서(CIS)와 아이소셀(ISOCELL) <끝>

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에디터S는 요즘 스마트폰으로 사진을 찍고 SNS에 올리는 재미에 푹 빠졌는데요~ 스마트폰 카메라는 전문가용 카메라와 비교해도 뒤지지 않을 정도로 화질이 훌륭할 뿐 아니라 휴대가 간편하다는 장점이 있답니다^^.

삼성전자는 지난달 스페인 바르셀로나에서 열린 MWC(Mobile World Congress) 2014를 통해 차세대 기술인 ‘아이소셀(ISOCELL)’을 적용한 1300만, 1600만 화소 모바일 CMOS 이미지센서(CIS)를 공개했습니다.

아이소셀은 지난해 9월 삼성전자가 업계 최초로 개발한 차세대 이미지센서 기술로, CIS 구성 화소에 모이는 빛을 최대한 활용할 수 있도록 센서 구조를 바꾼 게 특징입니다. 이를 통해 어두운 환경에서도 사진을 선명하게 촬영할 수 있고, 색 재현성(reproducibility)을 높여 피사체 고유의 색에 가까운 이미지를 표현할 수 있습니다^^.

이번에 에디터S가 소개할 이야기는 이처럼 사진의 품질을 향상시키는 CIS와 아이소셀입니다.    이야기 하나, CMOS 이미지 센서(CIS) CMOS Image Sensor이미지입니다.

차세대 CMOS 이미지센서 신기술 '아이소셀(ISOCELL)'을 적용한 800만화소(1/4인치) 모듈입니다. ▲차세대 CMOS 이미지센서 신기술 '아이소셀(ISOCELL)'을 적용한 800만화소(1/4인치) 모듈

에디터S는 CIS의 개념을 이해하기 위해 전문 용어부터 하나씩 공부해보기로 했답니다^^.
집적회로(I.C., Integrated Circuit) 하나의 반도체 기판에 다수의 능동소자(예: 트랜지스터)와 수동소자(예: 다이오드, 콘덴서, 저항기 등)를 초소형으로 집적해 서로 분리될 수 없는 구조로 만든, 완전한 회로 기능을 갖춘 기능소자
 
CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 상보형금속산화반도체. 소비 전력이 매우 적은 게 특징이며 휴대용 계산기, 전자시계, 소형 컴퓨터 등에 널리 활용됩니다.
 

CMOS는 집적 회로를 구성하는 기술입니다. 이렇게 배경지식을 쌓았으니 이제는 CIS에 대해 살펴볼 차례죠?

CIS는 CMOS 기술로 생산된 이미지 센서를 말합니다. 수많은 감광 픽셀 센서들이 배열된 집적 회로로서 각각의 픽셀은 빛을 감지하는 광검출기(photodetector)와 신호를 증폭하는 능동증폭기(active amplifier)로 구성됩니다.

CIS는 사진의 품질을 결정하는 핵심 부품입니다. 빛을 받아들여 전기 신호로 변환하는 역할을 한다는 점에서 특히 디지털 영상 기기에 많이 활용되는데요. 디지털 카메라, 스마트폰, 태블릿, 통신 장치 등이 대표적입니다.

  이야기 둘, 아이소셀(ISOCELL)

아이소셀은 CIS 구성 화소에 모이는 빛을 최대한 활용할 수 있도록 센서의 구조를 혁신적으로 변화시킨 기술입니다. ‘격리하다(isolate)’와 ‘세포(cell)’가 합쳐진 어원처럼 픽셀(pixel) 각각의 테두리에 물리적 벽을 형성해 픽셀 간 간섭 현상을 줄임으로써 어두운 공간에서도 보다 깨끗한 이미지를 얻을 수 있답니다^^.

아이소셀에 대해 더 잘 살펴보기 위해 CIS에 적용되는 픽셀 기술부터 살펴보겠습니다. 픽셀 기술은 전면조사형(FSI, Front Side Illumination)에서 후면조사형(BSI, Back Side Illumination)으로 발전했습니다. 후면조사형은 웨이퍼를 뒤집어 얇게 가공, 후면에서 빛을 받아들이도록 한 방식입니다. 빛이 들어오는 경로가 짧고 많은 양의 빛을 받아들일 수 있어 전면조사형 방식보다 40% 이상 감도를 높여 영상 품질을 획기적으로 개선할 수 있습니다.
☞웨이퍼(wafer) 집적 회로 제조에 사용되는 얇은 판. 직경 5~10㎝의 실리콘 결정으로 구성됩니다.
 

하지만 후면조사형은 많은 빛과 색상을 흡수해 이웃한 픽셀 사이에서 색상이 혼합될 수 있다는 게 문제였는데요.

아이소셀 기술 모식도입니다. ▲아이소셀 기술 모식도

삼성전자가 최초로 도입한 아이소셀 기술은 후면조사형의 이 같은 한계를 극복했다는 점에서 의미가 있습니다. 앞서 설명 드린 것처럼 픽셀 간 장벽을 만들어 색상 혼합 문제를 해소했으니까요.

아이소셀(ISOCELL) 기술로 찍은 영상이미지입니다. ▲아이소셀(ISOCELL) 기술로 찍은 영상

그 결과, 픽셀 간 간섭 현상이 후면조사형보다 30% 이상 줄어 이미지의 색상 재현성을 높였습니다. 또한 수광면적이 30% 늘어나 어두운 환경에서도 보다 선명하고 깨끗한 이미지를 얻을 수 있게 됐습니다.

☞수광면적(FWC, Full Well Capacity) 센서 내 화소에서 빛을 받아들이는 부분. 면적이 증가할수록 수광율이 높아져 고화질 이미지를 확보할 수 있습니다.
  CIS와 아이소셀은 추억의 흔적을 좀 더 선명하고 깨끗하게 남길 수 있도록 돕는다는 공통점을 갖는데요. 삼성전자는 디지털 시대에도 변함없이 아날로그적 정취를 되살릴 수 있도록 더욱 노력하겠습니다^^.

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댓글

2개의 댓글이 있습니다.

  1. sgnt3 댓글:

    더욱이 분발 하시기를 기원합니다.

    1. samsungtomorrow1 댓글:

      감사합니다! ^-^*

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