갤럭시 S20 울트라 카메라 이미지센서의 이해, 사람의 눈은 몇 화소정도 일까? 멀티 카메라가 트렌드인 이유?

출처: 유튜브 삼성전자 뉴스룸, 헬로칩스 3화

 

이미지센서?

 

필름카메라로 사진을 찍으면 렌즈를 통과한 빛이 필름에 노출이 되고 정보가 저장된 필름을 가지고 사진관에 가서 인화를 하는데 그 필름의 역할이 반도체 이미지센서라고 보면 된다. 카메라 같은 경우는 사람의 눈과 굉장히 많이 비슷하게 보시면 되는데 이 망막 역할을 하는 게 이미지센서라고 보면 된다.

 

렌즈를 통과한 빛은 포토다이오드(반도체) 를 만남.

 

포토다이오드?

빛을 전기로 바꿔주는 부분. 사진을 찍을 때 렌즈를 통과한 빛을 받아서 전기신호로 바꿔준 다음 최종적으로 디지털 출력을 내보내는 실리콘 기반의 반도체

 

픽셀: 빛 신호를 받아서 전기 신호를 바꿔주는 부분이 픽셀

해상도: 하나 하나의 픽셀로 이루어진 전체 이미지 

 

사격형 하나가 한 픽셀

우리가 사진이나 동영상을 찍으면 그 하나 하나 하나 점이 다 픽셀에서 나오는 신호로 이루어진 것으로 생각하면 된다.

100만 픽셀이면 한 사진이 100만개의 점으로 이루어져있다. 

1000만 화소 1000만 픽셀이라고 하는 것은 1000만 개의 점으로 이루어졌다.

 

스마트폰에서 픽셀(화소)가 커진다는 의미는?

스마트폰용 이미지센서는 크기가 한정되어 있는데 스마트폰 자체에 들어갈 수 있는 공간이 적기 때문에 픽셀 수를 무작정 늘릴 수 없어 센서가 굉장히 작아야 된다. 0.8 마이크로미터 크기의 픽셀이 하나씩 다 들어가야 된다. 픽셀이 많으면 많을 수록 화소가 커져서 더 선명한 화질의 촬영이 가능하다. 많음 픽셀을 넣고 싶지만 이미지 센서가 커지면 커질수록 렌즈도 커져야 되고 렌즈가 들어가는 모듈도 커지기 때문에 두꺼워지게 된다. 따라서 픽셀이 커진다는 것은 물리적인 크기도 작게 유지하면서 더 많은 픽셀을 넣을 수 있도록하는 고난도 기술이 필요로 한다.  

 

카메라에 툭튀어나온 부분

이미지센서가 커지면 이미지 센서 전체에 빛을 보내주기 위한 렌즈도 따라서 커진다. 그래서 자연스럽게 스마트폰 뒤에 있는 렌즈가 툭 튀어나올 수 밖에 없다.

 

사람의 눈은 약 1억 화소

 

픽셀이 작아지면 작아질 수 록 2가지 문제가 발생

1. 간섭현상

2. 어두운 데서 사진이 잘 안나온다. 

 

이미지센서는 색을 정확하게 재현하는 것이 중요 그러려면 빛을 받아 들어온 걸 정확하게 그걸 인지해야 되는데 

 

 

빛이 사방으로 들어오면 다른 렌즈에 간섭하게 됨. 픽셀끼리의 간섭현상은 색 번짐의 원이 될 수 있다.

 

고난도 기술의 삼성전자 아이소셀 플러스

 

0.8피치의 픽셀 안에 나노미터 단위의 칸막이를 침.

삼성전자는 세계에서 가장 좋은 수준으로 아이소셀 격벽치는 기술을 구현을 하였다.

 

아이소셀 플러스는 신소재를 활용 위에서 아래까지 끝까지 다 벽을 치고 간섭현상을 굉장히 최소화 시켰다.

 

 

테트라셀이란?

 

어둔 사진이 나오는 이유: 어두운 환경이 되면 작은 픽셀은 빛을 충분히 획득하지 못한다. 그러나 삼성전자는 테트라셀 기술을 활용하여 어두운 데서는 네 개 픽셀을 합쳐서 1.6마이크로 빅픽셀의 이미지 효과를 내고 밝은 곳에서는 원래크기로 찍어 선명한 사진을 찍을 수 있게 한다.

 

멀티카메라가 트렌드인 이유? DSLR 급 정도의 기능을 구현하기 위해서는 줌, 아웃 포커싱 등등 다양한 기능을 쓰려면 멀티 카메라가 필 수 이다. 디지털카메라와 달리 사이즈 제한이 있어서 줌 역할을 하는 렌즈 그리고 광각을 찍을 수 있는 렌즈가 필요하다. 

 

세계 시장 내 한국 이미지 센스의 위상으?

스마트폰 마켓에서는 삼성전자가 1위

하지만 전체 이미지센서시장 차량용 감시카메라용 등을 포함하면 일본이 1위 이다. 

 

이번 편을 통해서 갤럭시 S20 시리즈의 1억 800만 화소가 얼마나 대단한지 이해하게 되었다. 사람의 눈이 1억 화소라는데 감탄 뿐이 안나온다.