1억800만화소 '폰카'로 피부 결까지..한계 극복한 삼성전자 '이미지 센서'

'간섭현상' 없애는 '아이소셀' 기술, 야간 노이즈 극복 '노나픽셀' 기술

[서울=뉴시스] 삼성전자 ‘아이소셀 브라이트 HMX’ : 108Mp Image Sensor' 유튜브 영상 캡쳐

[서울=뉴시스] 김종민 기자 = 사진을 찍을 때 가장 중요한 요소는 바로 ‘화질’이다. 화소 수가 많을수록 정밀하고 해상도 높은 사진을 촬영할 수 있기 때문에 ‘화소의 개수’는 화질의 결정적 요소 중 하나다.

삼성전자는 지난해부터 화소 수가 1억800만에 달하는 이미지센서를 출시하며 프리미엄 이미지센서 시장을 선도하고 있다. 스마트폰으로 촬영해도 피부 결까지 확인할 수 있는 시대가 온 것이다.

새끼손톱만 한 이미지센서 칩 안에 1억800만개의 픽셀을 집적해야 했기 때문에 삼성전자는 개발까지 여러 한계를 극복해야 했다.

삼성전자에 따르면, 픽셀의 크기를 작게 만드는 것도 큰 도전이었지만, 픽셀이 작아지면서 또 다른 문제가 발생했다. 픽셀이 소형화됨에 따라 옆 픽셀로 빛이 새어나가는 ‘간섭현상’이 생기면서 빛을 받아들이기도 어려워졌다. 이 경우 옆 픽셀에서 들어오는 신호는 이미지센서가 노이즈 성으로 받아들이기 때문에 색상 선명도와 해상도가 낮아질 수 있다. 이 때문에 다른 픽셀로 빛이 새어 나가지 않도록 하는 것이 관건이었다.

이에 삼성전자는 각각의 픽셀 안에 절연층의 격벽을 쳐 픽셀 간 간섭 현상을 줄이는 ‘아이소셀’ 기술을 개발했고, 이 방법으로 광손실과 간섭현상을 획기적으로 줄일 수 있었다.

뛰어넘어야 하는 한계는 또 있다. 어두운 환경이나 야간 촬영 시에 생기는 노이즈 문제였다. 픽셀 하나하나의 크기가 작다보니 자연스레 들어오는 빛의 양이 줄었고, 야간 촬영에서 보기 싫은 노이즈가 생기게 된 것이다.

삼성전자는 이 문제를 극복하기 위해 인접한 픽셀 9개를 하나의 큰 픽셀(3x3)처럼 활용해 빛을 더 많이 받아들이는 ‘노나픽셀’ 기술을 적용했다. 9개의 픽셀로 들어오는 빛의 정보를 하나로 합쳐 빛의 양을 늘렸고, 이로써 야간 촬영이나 어두운 환경에서도 노이즈가 없는 깨끗한 사진, 영상을 촬영할 수 있게 됐다.

이를 통해 빛이 충분한 환경에서는 0.8㎛(마이크로미터, 100만분의 1미터) 크기의 작은 픽셀 1억800만개로 선명한 고화질 이미지를, 어두운 환경에서 인접한 픽셀을 2.4㎛ 크기의 큰 픽셀로 사용해 고감도 촬영을 할 수 있게 됐다.

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