[Tech 스토리] 삼성 '갤럭시S21의 눈', 아이소셀 HM3

기사입력 : 2021년01월17일 09:07

최종수정 : 2021년01월17일 09:57

사람의 눈 역할하는 이미지센서 기술력 점차 고도화
삼성전자 아이소셀 HM3, 0.8㎛ 크기 작은 픽셀 1억 800만개 집적
아이소셀 플러스 등 이미지센서 독자 기술력 도입
스마트 ISO 프로·슈퍼 PD 플러스 등으로 전문가같은 촬영

[편집자] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = 인간의 눈은 5억 화소 이상의 해상도를 갖고 있다고 합니다. 그야말로 '슈퍼 카메라'죠.

스마트폰에 탑재되는 카메라 역시 사람의 눈과 비슷한 수준을 구현해내는 방향으로 끊임없이 발전하고 있습니다. 여기에 일반인도 전문가 수준의 사진·동영상 촬영을 가능하도록 도와주는 기술이 더해지고 있습니다.

국내 1위, 전 세계 2위 스마트폰 이미지센서 제조업체 삼성전자 역시 사람 눈을 능가하는 6억 화소 이미지센서 개발에 도전하겠다는 목표를 세웠는데요. 오늘은 최근 삼성전자가 "최신 이미지센서 기술의 결정체"라며 자신 있게 내놓은 '아이소셀 HM3'에 대해 알아보겠습니다.

◆ 이미지센서란

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = 이미지센서의 구조. 수광 소자로 구성된 픽셀에서 빛을 받아들인 후 로직층을 통해 디지털 신호로 변환하고, 이를 모바일프로세서에 전송한다. [사진=삼성반도체이야기] 2021.01.15 iamkym@newspim.com

아이소셀 HM3를 알아보기 전에 먼저 이미지센서가 무엇인지 살펴봐야 합니다.

이미지센서란 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛(영상 정보)을 전기적 디지털 신호로 변환하는 역할을 하는 반도체를 뜻합니다. 디지털 기기의 '눈'으로 카메라의 화질을 결정하는 가장 중요한 역할을 합니다.

필름 카메라의 필름 역할을 한다고 이해하면 쉽습니다. 우리가 필름 카메라로 사진을 찍으면 렌즈를 통과한 빛이 필름에 노출되고 그 정보가 저장되는 것이 필름이죠. 이미지센서는 디지털 카메라의 필름인 셈입니다.

모바일 기기에 대한 소비자의 요구는 점차 커지고 있습니다. 디스플레이는 더 넓게, 그러면서도 기기는 더욱 작고 가볍게 만드는 것이 기술력을 결정짓는 요인이 되고 있는데요. 카메라 역시 스마트폰 기기에서 차지하는 영역은 점점 좁아지지만, 그 성능은 지속적으로 발전해야 하는 가혹한 운명(?)에 처해있습니다. 스마트폰 신 모델이 나올 때마다 '카툭튀'(카메라가 툭 튀어나옴) 여부가 소비자 사이에서 필수 체크 포인트가 될 정도죠.

이런 제한된 영역에 고성능 카메라를 담기 위해 필요한 것이 고도의 모바일 이미지센서 기술입니다. 작은 크기의 이미지센서에 더 밝고 선명한 사진을 제공하기 위해 초소형 픽셀에 고해상도, 고감도 사진을 구현하는 이미지센서 기술력이 필수가 된 것이죠.

◆ 삼성전자 이미지센서 핵심 기술 '아이소셀 플러스'

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = 삼성전자 이미지센서 기술 '아이소셀 플러스' [사진=삼성반도체이야기] 2021.01.15 iamkym@newspim.com

화소를 의미하는 픽셀은 컴퓨터, TV, 모바일 기기 화면의 이미지를 구성하는 최소 단위를 의미합니다.

앞서 살펴본대로 이 픽셀의 크기를 줄이면서 최대한 많이 집적하는 게 이미지센서의 중요한 기술력인데요. 문제는 픽셀의 크기가 1㎛(마이크로미터∙100만분의 1m) 이하로 작아지면 픽셀 간의 구별이 모호해지면서 기술적 한계에 부딪히게 되는 점입니다.

이를 해결하기 위한 삼성전자의 기술력이 '아이소셀 플러스'입니다. 아이소셀 플러스는 픽셀 미세화에 따른 픽셀 간 간섭현상을 최소화하고 빛 손실을 최소화해 작은 픽셀로도 고품질의 이미지를 구현할 수 있는 삼성전자만의 독자 기술입니다. 이런 기술 덕분에 픽셀의 크기를 줄이면서도 지속적으로 화소 수를 늘릴 수 있는 것이죠.

또 한 가지 주목할 기술이 있습니다.

우리의 눈과 카메라의 가장 큰 격차를 느낄 때가 바로 밤인데요. 카메라는 빛을 충분히 받아야 고화소를 구현할 수 있는데, 어두운 밤에는 그 역할을 충분히 하기 어렵습니다. 더욱이 픽셀 크기가 점점 작아지면서 각 픽셀이 받는 빛의 양도 한계가 생기죠.

이에 삼성전자는 어두운 환경에서는 9개의 인접 픽셀을 하나의 큰 픽셀(3x3)처럼 빛을 받아들이게 하는 기술을 활용하고 있습니다. 이를 통해 감도를 높여 노이즈를 개선하고, 밝고 선명한 사진 촬영이 가능하게 만드는 것이죠.

◆ 갤럭시S21 울트라 탑재...아이소셀 HM3란

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = 삼성전자가 0.8㎛(마이크로미터) 1억 800만화소 이미지센서 '아이소셀 HM3'를 출시했다. [사진=삼성전자] 2021.01.14 sjh@newspim.com

삼성전자가 최근 내놓은 아이소셀 HM3는 HMX, HM1에 이은 삼성전자의 3세대 0.8㎛ 1억 800만 화소 이미지센서입니다. '1/1.33인치' 크기에 무려 픽셀 1억 800만개를 집적한 것입니다. 앞서 살펴본 기술들이 있기에 구현할 수 있는 제품입니다.

삼성전자는 여기에 다양한 자체 카메라 기술까지 담아 어떤 상황에서도 전문가같은 촬영이 가능하도록 했는데요.

우선 '스마트 ISO 프로'는 터널의 출구와 같이 밝고 어두운 부분이 섞여있는 환경에서 서로 다른 ISO 값으로 빛을 증폭하고 이를 합성하는 HDR(High Dynamic Range) 기술입니다.

감도를 뜻하는 ISO는 빛에 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는데요. 감도가 낮으면 빛에 둔감하게 반응하지만 사진의 화질은 향상되고, 반대로 감도가 높으면 빛에 민감하게 반응하지만 노이즈가 발생하게 됩니다.

HMR은 여러 장의 이미지를 다른 노출로 촬영해 합성하는 기술을 의미하는데요. 시간을 달리해 여러 번 촬영하는 기존 HMR 기술은 피사체의 움직임이 잔상으로 나타날 수 있는 반면 스마트 ISO 프로는 이미지 촬영 감도 차이를 이용하는 기술이기 때문에 잔상을 최소화할 수 있는 것이 특징입니다.

스마트 ISO 프로 모드에서는 기존 10비트(10억 7000만 색상)보다 약 64배 이상 색 표현 범위를 넓힌 12비트(687억 색상)로 촬영하기 때문에 더 풍부한 색 표현이 가능합니다.

이외에도 마이크로 렌즈를 탑재한 '슈퍼 PD 플러스' 기술이 있습니다. 어두운 환경에서도 기존보다 50% 빠르게 초점을 검출할 수 있어 흔들림 없는 이미지를 촬영할 수 있습니다.

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = 삼성 갤럭시 S21 울트라 [사진=삼성전자] 2021.01.15 iamkym@newspim.com

이번 아이소셀 HM3는 갤럭시S21 울트라 모델에 탑재됐습니다. 갤럭시S21 울트라는 삼성전자가 오는 29일부터 전세계에 출시하는 갤럭시S21 시리즈의 최상위 모델입니다.

장덕현 삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀 부사장은 "아이소셀 HM3는 최신 카메라 기술이 집약된 삼성전자 이미지센서 기술력의 결정체로 차세대 모바일 기기의 핵심 솔루션"이라고 자부심을 드러냈습니다.

이런 추세라면 우리의 눈보다 더 뛰어난 스마트폰 카메라가 나오는 것도 불가능은 아닐 것입니다. 내 눈보다 스마트폰 카메라를 더 믿는 세상도 머지않아 보입니다.

iamkym@newspim.com

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와이스 호투...한화 12연승 날다 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 독수리가 마침내 12연승까지 날아올랐다. 김광현은 양현종과의 '레전드 매치'에서 웃었지만 김도영에 솔로 홈런을 허용했다. 화장한 날씨를 보인 이날 더블헤더를 포함해 8경기에 총 14만7708명의 관중이 입장해 역대 일일 최다 관중 신기록을 세웠다. 종전 일일 최다 관중은 지난해 6월 23일 역시 8경기에서 기록한 14만 2660명이었다. 단독 선두 한화는 11일 고척스카이돔에서 열린 키움과의 방문 경기에서 라이언 와이스의 호투를 발판 삼아 8-0으로 승리했다. 와이스는 8이닝 동안 삼진 9개를 뽑으며 1안타 무실점으로 키움 타선을 봉쇄했다. 라이언 와이스(왼쪽)와 노시환. [사진=한화] 한화가 12연승을 거둔 것은 빙그레 시절이던 1992년 5월 이후 33년 만이다. 당시 빙그레는 14연승까지 거뒀다. 한화는 3회초 2사 1, 3루에서 키움 포수 김재현의 2루 악송구 때 3루 주자가 홈을 밟아 1-0으로 앞섰다. 5회에는 2사 2, 3루에서 키움 선발 김윤하의 폭투로 1점을 추가한 뒤 노시환이 유격수 강습 중전 적시타를 때려 3-0으로 달아났다. 6회에는 이진영의 솔로 홈런과 이도윤의 적시타로 2점을 추가해 5-0으로 점수 차를 벌렸다. 한화는 9회초에도 3점을 보태 쐐기를 박았다. 대구에서는 문성주가 혼자 4타점을 뽑은 LG가 삼성을 7-4로 꺾었다. LG는 전날 더블헤더 1, 2차전을 포함해 3연승을 달린 반면 삼성은 8연패의 늪에 빠졌다. 1-3으로 끌려가던 삼성은 6회말 선두타자 구자욱이 좌중간 2루타로 포문을 열자 김영웅이 좌월 투런 홈런을 쏘아 올려 3-3 동점을 만들었다. 이어 르윈 디아즈는 우측 외야 스탠드 상단에 꽂히는 백투백 홈런을 터뜨려 4-3으로 역전시켰다. 문성주. [사진=LG] 하지만 LG는 7회초 2사 만루에서 문성주가 좌측 펜스 상단을 때리는 3타점 2루타를 터뜨려 단숨에 6-4로 다시 뒤집었다. 8회초에는 2사 만루에서 홍창기가 밀어내기 볼넷으로 1점을 보태 승부를 결정지었다. 더블헤더가 펼쳐진 인천에서는 SSG가 1차전에서 KIA를 8-4로 꺾었다. SSG는 4-1로 앞선 4회말에는 조형우의 적시타와 최지훈의 3루타 등으로 3점을 추가해 7-1로 달아났다. KIA는 5회초 최형우가 투런홈런을 날렸으나 더는 추격하지 못했다. KIA 선발 제임스 네일은 4이닝 동안 개인 최다인 7실점하고 무너졌다. 김광현과 양현종이 선발 대결을 펼친 2차전에서도 SSG가 5-1로 승리했다. KIA는 4회초 김도영이 좌중월 솔로홈런을 날려 선취점을 뽑았다. SSG는 6회말 채현우의 3루타 등 4안타와 볼넷 4개를 묶어 대거 5점을 뽑아 전세를 뒤집었다. 7이닝 1안타 1실점으로 호투한 김광현은 승리투수가 됐고 5.1이닝 3안타와 볼넷 2개로 3실점 한 양현종은 패전투수가 됐다. 김광현. [사진=SSG] 잠실에서는 NC가 두산을 맞아 더블헤더 1차전을 11-5로 이긴 뒤 2차전마저 5-2로 승리했다. NC는 7연승을 달리며 4위로 뛰어올랐다. 두산은 1차전 1회말 상대 실책 속에 양석환의 2루타와 볼넷 3개를 묶어 먼저 4점을 뽑았다. 그러나 NC는 2회초 두산 선발 콜 어빈의 제구가 흔들리는 사이 3안타와 4사사구로 6점을 뽑아 전세를 뒤집었다. 3회에는 안중열의 2루타로 2점을 추가한 NC는 4회에도 1점을 보태 9-4로 달아나며 일찌감치 승기를 잡았다. 천재환. [사진=NC] 2차전에서 NC는 2회초 천재환이 선제 솔로홈런을 날렸으나 두산은 2회말 1사 만루에서 김기연이 2타점 우전안타를 날려 전세를 뒤집었다. 그러나 NC는 3회초 4안타와 볼넷 2개로 4점을 뽑아 5-2로 재역전했다. 수원구장 더블헤더 1차전은 롯데가 6-1로 승리했으나 2차전은 kt와 1-1로 비겼다. 롯데는 1차전 1회초 전준우의 투런홈런 등으로 먼저 3점을 뽑았다. kt가 1회말 실책을 틈타 1점을 만회했으나 롯데는 3회초 전준우가 희생플라이로 다시 1점을 보탰다. 박세웅. [사진=롯데] 승기를 잡은 롯데는 6회와 9회에도 1점씩 보태며 승부를 갈랐다. 롯데 선발 박세웅은 6.1이닝을 4안타 1실점(비자책)으로 막고 시즌 8승(1패)째를 거둬 다승 단독 선두로 나섰다. 2차전에서 kt는 1회 안현민의 적시타로 선취점을 뽑았으나 롯데는 4회초 안타 없이 사사구 4개로 동점을 만들었다. 이후 양 팀이 점수를 뽑지 못하면서 무승부가 됐다. psoq1337@newspim.com 2025-05-11 22:32