삼성전자가 스마트폰 카메라 혁신에 공을 들이고 있는 가운데, DSLR 수준의 초고속 자동초점 기능을 지원하는 5천만 화소 모바일 이미지센서 '아이소셀 GN1'을 출시했다. 상반기 플래그십 스마트폰인 갤럭시S20 울트라가 카메라 초점 논란이 불거졌던 만큼, 하반기에 나오는 플래그십 스마트폰에 이번 아이소셀 GN1을 탑재해 이 문제를 해결할지 관심이 모아진다.
■ 아이소셀 GN1, 듀얼 픽셀로 자동 초점 성능 향상
삼성전자는 지난 19일 DSLR 수준의 자동초점 기능을 지원하는 1.2마이크로미터(μm=100만분의 1미터) 기반의 5천만화소 모바일 이미지센서 '아이소셀 GN1'을 출시했다며 이달부터 해당 센서를 양산 중이라고 밝혔다.
아이소셀 GN1은 1/1.3인치로 삼성전자가 양산하는 이미지 센서 중 가장 큰 크기를 자랑한다. 삼성전자가 올 하반기에 출시할 스마트폰에 아이소셀 GN1을 탑재하게 된다면, 이는 삼성전자 스마트폰에 탑재된 이미지센서의 역대 최대 크기 기록을 갈아치우는 셈이다.
이전까지는 삼성전자가 지난 3월 출시한 상반기 플래그십 스마트폰 갤럭시S20 울트라에 들어간 이미지 센서 '아이소셀 브라이트HM1'이(1/1.33인치) 삼성전자 스마트폰의 역대 최대 크기 이미지 센서였다.
당시 삼성전자는 1억800만화소 사진을 구현하기 위해 이미지센서를 역대 최대 크기로 키웠다고 밝혔다. 이미지센서가 클수록 더 많은 빛을 받아들일 수 있어 선명한 사진을 얻는 데 유리하기 때문이다.
이달 새롭게 양산되고 있는 아이소셀 GN1은 아이소셀 브라이트HM1보다 이미지센서 크기도 커졌지만, 자동초점 성능이 향상된 것이 중요한 특징이다.
아이소셀 브라이트HM1은 0.8μm크기의 픽셀(화소) 1억800만개를 1/1.33인치 크기로 구현한 이미지 센서다. 이미지 센서가 클수록 선명한 사진을 얻는 데는 유리하지만, 스마트폰 특성상 이미지센서 크기를 무한히 키우는 데는 한계가 있기 때문에 화소 수를 늘리면서도 이미지 센서 크기를 작게 혹은 적당히 유지하기 위해서는 픽셀 크기를 줄여야 한다. 따라 삼성전자는 픽셀 크기를 0.8μm까지 줄였다.
또 아이소셀 브라이트HM1은 빛을 받아들이는 면적을 넓혀 저조도 환경에서도 고품질 이미지 구현하고자 9개의 인접 픽셀을 하나의 큰 픽셀처럼 동작시키는 노나셀 기술을 적용했다. 노나셀 기술로 0.8μm 크기의 픽셀을 2.4μm 크기의 픽셀처럼 동작시킬 수 있는 것. 이는 기존 4개의 픽셀을 하나로 합치는 방식인 테트라셀 기술보다 향상된 기술이다.
이번에 새로 양산되는 아이소셀 GN1의 픽셀 크기는 아이소셀 브라이트HM1보다는 비교적 커진 1.2μm다. 여기에 아이소셀 브라이트HMX에 쓰인 테트라셀 기술이 적용돼 1천250만 화소의 밝고 선명한 이미지 촬영이 가능하다. 아이소셀 GN1은 아이소셀 브라이트HM1보다 화소 수가 적고, 노나셀이 아닌 테트라셀 기술을 적용했지만 최대 강점은 무엇보다 자동 초점 성능이다.
아이소셀 GN1은 하나의 픽셀에 두 개의 포토 다이오드를 배치하는 듀얼 픽셀 기술을 적용해 DSLR 수준의 위상검출자동초점(PDAF) 성능을 제공한다. 듀얼 픽셀 기능은 사람이 양쪽 눈을 이용해 피사체에 초점을 맞추는 것처럼, 각 픽셀에 좌우로 위치한 두 개의 포토 다이오드에서 검출된 이미지의 위상차를 계산해 피사체에 정확하고 빠르게 초점을 맞추는 기술이다. 각 픽셀에 두 개의 포토 다이오드가 있기 때문에 5천만화소의 경우, 1억개의 포토 다이오드가 빛을 받아들여 1억화소 수준의 이미지를 출력할 수 있게 된다.
아이소셀 브라이트HM1을 탑재한 갤럭시S20 울트라는 1억800만 화소 이미지를 구현했지만 초점이 잘 맞지 않는다는 논란이 불거졌었다. 아이소셀 브라이트HM1은 듀얼 픽셀 방식이 아닌 슈퍼PD 방식으로 자동 초점 기능을 제공했다. 슈퍼PD 방식은 듀얼 픽셀 방식과 마찬가지로 위상차이를 검출해 초점을 맞추는 기술이지만, 픽셀별로 모두 초점을 맞추는 것은 아니기 때문에 픽셀별로 모두 초점을 맞추는 듀얼 픽셀 방식보다는 성능이 떨어진다.
초점 문제는 이미지센서뿐 아니라 이미지처리 기술이나 렌즈 모듈 등 다양한 부품과 기능이 복합적으로 작용하기 때문에 단순히 이미지센서의 문제로 보기는 어렵지만, 초점 기능이 향상된 이미지센서를 쓴다면 해당 문제를 보완하기는 더 수월해진다.
따라 이번 아이소셀 GN1을 앞으로 나올 갤럭시 스마트폰에 탑재한다면 갤럭시S20 울트라때 불거졌던 초점 문제를 개선할 수 있을 전망이다.
■ GN1 첫 탑재 스마트폰은 '비보X50프로' 전망…갤노트20 플러스·갤폴드2도 기대
아이소셀 GN1은 기본적으로 프리미엄 스마트폰을 타겟으로 하는 이미지센서기 때문에 업계에서는 하반기에 나올 삼성전자 플래그십 스마트폰에 해당 이미지센서가 적용될 것으로 예상하고 있다.
삼성전자는 오는 8월 갤럭시노트20 시리즈와 함께 갤럭시폴드2, 그리고 갤럭시폴드보다 가격대를 낮춘 갤럭시폴드e(또는 갤럭시폴드라이트)를 출시할 것으로 전망된다. 이중 아이소셀 GN1 탑재가 유력시되는 제품은 갤럭시노트20 플러스다.
IT전문 매체 폰아레나는 갤럭시노트20 플러스 모델에 아이소셀 브라이트HM1과 함께 아이소셀 GN1을 탑재해 기존에 나온 초점 문제를 해결할 수 있다고 전망했다. 갤럭시S20 울트라에 이미 4천800만 화소 카메라가 들어간 바 있기 때문에, 이를 듀얼 픽셀이 적용된 5천만 화소로 바꾸는 것은 그리 어려운 일이 아닐 거라는 분석이다.
폴더블폰에도 아이소셀 GN1이 탑재될 가능성도 점쳐진다. 박진석 카운터포인트리서치 연구원은 "갤럭시폴드2에 아이소셀 GN1 채택 여부는 확실하지 않으나, 채택될 가능성은 상당히 높아 보인다"며 "기존 갤럭시S20울트라에 쓰인 HM1이 (고화소로) 스펙이 더 높긴 하지만, 유저의 사용성 차원에서 오버스펙인 경향이 있기 때문에 폴더블폰 가격에 민감할 수 있는 현재 상황을 반영한다면 아이소셀 GN1 탑재 가능성이 더 높다고 본다"고 전망했다.
하지만 폴더블폰에 5천만화소 이미지 센서 탑재는 아직 시기상조라는 전망도 나온다. 업계 관계자는 "폴더블폰은 카메라보다는 접히는 특성이 차별점이기 때문에 카메라는 아직까지 그렇게 중요한 요소는 아닌 걸로 보인다"며 "폴더블폰 카메라 사양은 현재 일반적인 스마트폰 사양과 비슷한 수준으로 5천만 화소 카메라를 넣는다고 해서 차별화 포인트가 될지는 의문"이라고 말했다.
하반기 갤럭시 제품 중 5천만 화소 탑재 제품 여부에 대해서 삼성전자는 "출시 전 제품에 대해서는 말해줄 수 없다"고 말했다.
아이소셀 GN1이 탑재되는 첫 스마트폰은 갤럭시 제품이 아닌 비보 X50 프로라는 전망도 나온다. IT제품 정보에 정통한 트위터리안 아이스유니버스는 "아이소셀 GN1은 비보에 처음으로 적용될 것"이라고 언급했다. 그는 삼성전자가 5천만 화소의 새로운 센서를 출시할 것이라는 전망을 공식 발표에 한발 앞서 공개한 바 있다.
비보X50 시리즈는 내달 1일 공개될 예정이다. 비보X50 시리즈는 비보X50, 비보X50 라이트, 비보X50 프로 세 모델로 나올 전망이며, 비보X50 프로 후면에는 쿼드 카메라가 탑재된다.
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한편, 아이소셀 GN1은 지난달 출시된 중국 원플러스의 원플러스8 프로에 사용된 소니의 이미지센서 IMX689(1/1.43인치)와 화웨이 P40프로에 사용된 소니 이미지 센서 IMX700(1/1.28인치)과 경쟁하게 될 전망이다.
시장조사업체 테크노시스템리서치(TSR)에 따르면 지난해 전 세계 이미지센서 시장에서 소니는 49.1%의 압도적인 점유율로 1위를 차지했으며, 삼성은 2위로 17.9%의 점유율 차지했다.
