삼성전자는 지난 8월, 업계 최초로 ‘1억 화소’가 넘는 모바일 이미지 센서 ‘아이소셀 브라이트 HMX(ISOCELL Bright HMX)’를 선보이며 스마트폰 카메라 성능을 다시 한번 끌어올렸다.

아래 영상에서 ‘아이소셀 브라이트 HMX’ 속 혁신 기술을 자세히 살펴 볼 수 있다.

전문가의 카메라가 스마트폰 속으로… ‘아이소셀 브라이트 HMX’ 속 4가지 핵심 기술

0.8μm(마이크로미터·100만분의 1m) 크기의 픽셀을 적용한 ‘아이소셀 브라이트 HMX’ 이미지센서는 최대 1억 8백만 화소의 이미지 촬영이 가능하다. 1억 개가 넘는 화소 덕분에 촬영된 사진을 확대하거나 필요한 부분만 잘라내더라도 선명한 해상도가 유지된다. 또한 ‘아이소셀 브라이트 HMX’는 밝은 환경에서 질감과 색감을 더욱 선명하게 표현하고, 어두운 환경에서도 더 많은 빛을 흡수해 전문가급 사진을 구현해 낸다.

아이소셀 브라이트 HMX에 적용된 ‘아이소셀 플러스’ 기술은 각각의 픽셀 사이에 혁신적인 신소재 장벽을 만들어, 픽셀 간 광 손실을 최소화하고 주변으로 색상이 번지는 것을 방지하는 기술이다. 픽셀 간 간섭(crosstalk) 때문에 이미지 품질이 저하되던 이전의 BSI(Back Side Illumination, 후면조사형) 센서에 비해 작은 크기의 픽셀로도 훨씬 훌륭한 성능을 발휘한다.

‘기본 감도(Native ISO)’는 이미지 센서가 빛을 얼마나 민감하게 받아들일지 정하는 값이다. 단일 ISO를 사용하는 이미지 센서의 경우, 다양한 빛의 환경에 따라 최적의 화질을 제공해주는 데 한계가 있다. 삼성전자 ‘아이소셀 브라이트 HMX’ 주변 빛의 양에 따라 Low-ISO모드와 High-ISO모드로 각각 작동하는 ‘스마트 ISO’ 기술을 적용했다. 덕분에 햇빛이 강한 환경에서나 어두운 환경에서 선명한 사진 촬영이 가능하다.

또, 어두운 환경에서 더욱 밝은 사진을 찍도록 돕는 ‘테트라픽셀’ 기술도 적용했다. 픽셀의 크기가 작아지면 작은 센서에 고해상도를 구현할 수 있지만, 빛 흡수 능력은 낮아지기 때문에 어두운 환경에서 밝고 깨끗한 사진을 찍기 어렵다. ‘테트라픽셀’ 기술은 빛 환경에 따라 픽셀을 재배치해 작은 4개의 픽셀을 마치 하나의 큰 픽셀처럼 사용해 빛 흡수율을 높이는 기술. 4개의 0.8μm 픽셀이 1.6μm 픽셀로 전환돼, 제한된 빛을 최대한으로 활용해 고화질 이미지를 만들어 낸다.

‘아이소셀 브라이트 HMX’는 ‘슈퍼 PD(Super Phase Detection)’ 기능으로 높은 수준의 자동초점 기능을 제공한다. 저조도 환경에서도 피사체를 더욱 선명하게 포착하도록 돕는 ‘슈퍼 PD’기능은 위상 차이를 검출하는 픽셀을 센서에 배치하여 빠른 자동초점이 가능하다.

개인의 일상을 사진과 영상으로 남기고, 세상과 소통하는 세상. 언제 어디서나 최고의 이미지를 제공하는 ‘아이소셀 브라이트HMX’ 이미지 센서와 함께 소중한 순간을 오래 기억할 수 있다. 아래 영상에서는 ‘아이소셀 이미지 센서’와 함께, 직접 눈으로 보는 듯 생생한 화질로 담아낸 가족의 소중한 순간을 만나 볼 수 있다.

* 테트라픽셀(Tetrapixel) 명칭은 2022년 7월에 수정되었음

이 제품은 초소형 0.8㎛(마이크로미터∙100만분의 1m) 크기의 픽셀을 적용한 센서로, 지난 5월 공개한 6천 4백만 제품보다 화소 수가 1.6배 이상 늘어나 모바일 이미지센서로는 업계 최대 화소수를 자랑한다.

‘아이소셀 브라이트 HMX’는 1억 개가 넘는 화소를 구현해 기존에 모바일 기기에서 표현하지 못했던 세세한 부분까지 이미지로 담아내는 초고해상도 촬영이 가능하다.

삼성전자는 ‘1/1.33 인치’ 크기의 센서를 적용해 빛을 받아들이는 면적(수광면적)을 넓혔으며, 4개의 픽셀을 합쳐 하나의 큰 픽셀처럼 활용하는 ‘테트라픽셀 기술’을 적용해 어두운 환경에서도 밝고 선명한 고화질 사진을 촬영할 수 있게 했다.

또한 빛의 양이 너무 많거나 적은 환경에서도 선명한 사진을 찍을 수 있도록 색 재현성은 높이고 노이즈를 최소화하는 ‘Smart-ISO(스마트 ISO) 기술’이 적용됐다.

‘Smart-ISO(스마트 ISO) 기술’은 바닷가와 같이 햇빛이 강한 환경에서는 Low-ISO 모드로 작동해 색 재현성을 높이고, 빛이 적은 환경에서는 High-ISO 모드로 작동해 노이즈를 개선한다.

이 밖에도 동영상 녹화시 화각 손실 없이 최대 6K(6,016 × 3,384) 해상도로 초당 30프레임의 영상을 담을 수 있어 개인용 동영상 촬영을 넘어 영화와 방송 콘텐츠 등 전문가 수준의 영상 촬영에도 활용할 수 있다.

한편 이번 삼성전자 ‘아이소셀 브라이트 HMX’ 출시에는 샤오미와의 협력이 큰 역할을 했다.

샤오미 공동 창업자 린빈 총재는 “프리미엄 DSLR에서나 가능하다고 생각했던 1억 8백만 화소 이미지센서를 작고 얇은 스마트폰에 최초로 적용하기 위해 삼성전자와 개발 초기부터 긴밀히 협력해왔다”라며, “지속적인 협력을 통해 사용자들에게 새로운 경험과 창의적인 콘텐츠 생산을 위한 플랫폼을 제공하겠다”라고 밝혔다.

삼성전자 시스템 LSI사업부 센서사업팀장 박용인 부사장은 “인간의 눈과 같은 초고화질로 세상을 담는 모바일 이미지센서 개발을 위해 혁신적인 노력을 지속했고, 그 목표에 조금씩 다가가고 있다”라며, “아이소셀 브라이트 HMX는 ‘1억 8백만 화소’와 ‘테트라픽셀’, ‘아이소셀 플러스’ 등 삼성전자의 기술이 집약되어 고객들에게 한 차원의 높은 섬세한 이미지를 제공할 것”이라고 말했다.

삼성전자는 이달부터 ‘아이소셀 브라이트 HMX’를 본격 양산할 예정이다.

▲ 삼성전자 아이소셀 브라이트 HMX

* 테트라픽셀(Tetrapixel) 명칭은 2022년 7월에 수정되었음