[IT身上公開] 삼성전자 아이소셀 HP2의 機能과 長點은?

[IT東亞 차주경 記者] 三星電子가 2億 畫素 이미지 센서 ISOCELL HP2(아이소셀 HP2)를 量産합니다. 삼성전자는 지난해 2億 畫素 이미지 센서 아이소셀 HP1과 HP3를 公開했습니다. 이番 新製品은 旣存 製品과는 다른 機能과 長點을 가졌습니다. 삼성전자 아이소셀 HP2의 特徵, 그리고 이 製品이 스마트폰 카메라에 어떤 長點을 가져다줄지 살펴봅니다.

삼성전자 아이소셀 HP2의 크기는 1/1.3인치입니다. 1/1.3인치 이미지 센서는 面積 對備 畫素 數가 많아, 스마트폰 製造社들이 最高級 製品을 만들 때 主로 使用합니다. 1/1.3인치 크기에 2億 畫素를 集積한 만큼 畫素 하나의 크기는 0.6㎛(마이크로미터)로 작습니다. 앞서 三星電子가 公開한 2億 畫素 이미지 센서 아이소셀 HP3의 畫素 하나의 크기는 0.56㎛로 더 작고, 크기도 1/1.4인치로 작습니다.

畫素의 크기는 작은 것이 아니라 클 수록 좋습니다. 그래야 빛을 더 많이, 잘 받아들여 被寫體의 輪廓과 色相을 正確히 表現합니다. 三星電子는 아이소셀 HP2의 畫素의 크기를 크게 만들 技術인 ‘테트라 스퀘어드 픽셀’을 開發합니다. 0.6㎛ 크기 畫素를 네 個 或은 열 여섯個 묶어서 畫素 하나처럼 쓰는 技術입니다.

畫素 네 個를 묶으면 1.2㎛ 크기 畫素로 5,000萬 畫素, 열 여섯 個를 묶으면 2.4㎛ 크기 畫素로 1,250萬 畫素 寫眞을 各各 찍습니다. 畫素 크기가 커지므로 한밤이나 室內처럼 빛의 量이 不足한 때 한결 밝고 鮮明한 寫眞을 찍기 쉬워집니다. 이 部分에서 高畫素의 長點이 잘 드러납니다. 畫素 여러 個를 묶어 畫素 하나처럼 쓰면서도 5,000萬 高解像度 寫眞을 찍는 德分입니다. 萬一, 같은 技術을 5,000萬 畫素 이미지 센서에 適用하면 1,250萬 畫素 或은 300萬 畫素 寫眞을 찍어야 합니다. 解像度가 높다고 말하기는 어렵습니다.

삼성전자 아이소셀 HP2은 檢出 速度가 빠른 位相差 自動 焦點 機能을 支援합니다. 이 때 畫素 2億 個를 모두 使用해 被寫體의 上下左右 位相差를 把握합니다. 그 만큼 焦點을 調節하는 速度가 빠르고 正確度도 높을 것으로 豫想합니다.

이미지 센서 製造社들은 빛의 量을 더 많이 받아들이려고 多樣한 技術을 開發했습니다. 그런데, 삼성전자는 여기에 貯藏한 빛을 더 잘, 豐富하게 活用할 技術 ‘듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트’까지 더합니다. 이미지 센서의 動作 原理는, 렌즈를 통해 들어온 빛을 모아 電氣 信號로 變換해 貯藏하는 것입니다.

듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트는 電氣 信號를 다루는 通路를 하나 더 만든 技術입니다. 그러면 電氣 信號를 더 많이 貯藏하고 電送 效率도 높입니다. 電氣 信號를 더 많이 貯藏하고 效率 좋게 運送하면 寫眞의 色을 한層 正確하게 表現합니다. 밝은 곳에서 寫眞을 찍으면, 間或 色 情報가 貯藏되지 않고 그냥 하얗게만 찍히는 ‘露出 오버' 或은 '하이라이트’ 現象이 일어납니다. 이 技術은 露出 오버와 하이라이트를 줄이는 效果도 냅니다.

HDR(High Dynamic Range) 機能은 밝은 곳과 어두운 곳 모두 鮮明한 寫眞을 만들어 줍니다. 삼성전자 아이소셀 HP2는 畫素 네 個를 하나로 묶고, 이 곳에 들어온 빛의 情報를 두 個로 增幅한 다음 合成하는 ‘듀얼 슬로프 게인’ 技術을 支援합니다. 이 技術을 쓰면 HDR의 效果와 寫眞의 畫質이 모두 좋아집니다. 다른 이미지 센서는 HDR 作業을 할 때 AP(스마트폰의 駐演算裝置)에 依存하는데, 삼성전자 아이소셀 HP2는 스스로 합니다. HDR 撮影 速度가 빠른 것은 勿論, 連續 撮影도 可能할 것으로 豫想합니다.

4K 動映像을 찍으려면 最小限 800萬 畫素가, 8K 動映像을 찍으려면 最小限 3,300萬 畫素가 必要합니다. 畫素 數가 많은 만큼, 삼성전자 아이소셀 HP2는 4K는 勿論 8K 動映像 撮影 機能도 支援합니다. 2億 畫素로 찍은 寫眞은 容量이 커서 撮影 後 處理, 貯藏까지 時間이 오래 걸립니다. 寫眞 여러 個를 소리와 함께 貯藏하는 動映像은 더더욱 그렇습니다. 三星電子는 아이소셀 HP2에 高畫素를 다루는 ‘리모자이크 알고리듬’을 適用해 寫眞과 動映像을 빨리 다루도록 했습니다. 德分에 이 이미지 센서는 8K 解像度에서 30p(秒當 30張), 4K 解像度에서 120p(秒當 120張) 動映像을 찍습니다.

삼성전자 아이소셀 HP2를 搭載한 스마트폰은 2億 畫素 高解像度 寫眞은 勿論, 5,000萬 畫素 HDR 寫眞을 찍습니다. 焦點 잡는 速度와 寫眞 撮影 後 貯藏 速度 모두 빠를 것으로 豫想합니다. 寫眞을 밤에 찍으면 한결 밝고 鮮明하게, 낮에 찍으면 하얗게 뜨는 곳 없이 고루 華奢하게 찍도록 도와줍니다.

다만, 이들 長點은 어디까지나 삼성전자 아이소셀 HP2의 하드웨어가 가진 것입니다. 重要한 것은, 스마트폰 除朝辭가 이 이미지 센서의 長點을 最大限 發揮하도록 할 高性能 이미지 處理 엔진을 만드는 것입니다.

글 / IT東亞 차주경(racingcar@itdonga.com)