일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.5.17

멈추지 않는 이미지 센서의 혁신
소니계열사가 발표한 새로운 구조의 이미지 센서에 주목

스마트폰의 세일즈 포인트가 카메라 기능이 된 지 오래이다. 그 중에서도 AI(인공지능) 기술을 활용한 화상 처리, 즉 소프트웨어를 통해 기능을 높이는 것이 트렌드로 자리잡고 있다. 하지만 이미지센서 자체의 혁신도 계속 진행되고 있다. 그 혁신 중 하나가 ‘2층 트랜지스터 화소 적층형’이라고 불리는 새로운 구조를 채택한 이미지센서이다.

이 구조는 광전변환(Photovoltaic)을 담당하는 포토다이오드(PD) 부와 앰프 트랜지스터 및 리셋 트랜지스터 등으로 구성된 화소 트랜지스터 부를 별도의 기판으로 형성해 적층한 것이다. 기존의 포토다이오드 부와 화소 트랜지스터 부는 동일한 기판 상에 형성되어 있다.

이 구조에 의해 예를 들면, 밝은 장소에서의 촬영 성능을 약 2배로 높여 다이나믹 레인지의 확대를 도모할 수 있다. 또한 노이즈를 줄일 수 있어 어두운 장소에서의 촬영 성능도 높일 수 있다는 이점이 있다.

이 이미지센서는 소니그룹 산하의 반도체 개발업체인 소니세미컨덕터솔루션즈(SSS)가 2021년 12월에 개최된 반도체 분야의 국제 학회 ‘67th International Electron Devices Meeting(IEDM 2021)’에서 발표. 이후, 올 5월에 소니가 발표한 새로운 스마트폰 모델 ‘Xperia 1V’으로의 채택이 결정되었다. 올 가을에 발표될 예정인 차기 아이폰에도 채택될 것이라는 소문이 있다.

또 하나의 새로운 유형의 이미지센서가 있다. ‘이벤트 베이스 비전 센서(EVS)’다.

-- 초고속이면서 저소비전력 --
이벤트 베이스 비전 센서는 기존의 RGB 이미지센서와는 다른 원리로 작동하며 초고속으로 동체를 검출한다. 소비전력도 낮다, 다이내믹 레인지가 넓다는 특징도 가지고 있다.

RGB 이미지센서는 일정한 타이밍(프레임 속도)으로 촬영한다. 이에 반해 이벤트 베이스 비전 센서는 피사체의 움직임이나 주위의 환경 변화 등의 이벤트(변화)에 따라 각각의 화소가 독립해 동작한다. 각각의 화소에 입사하는 광의 휘도가 변화해 임계값를 넘으면 그 변화를 검출하는 구조이다.

이벤트 베이스 비전 센서는 SSS가 산업기기용으로 제품화했다. 다음 타깃으로는 스마트폰이나 안경형 AR(증강현실) 단말기 등 민생기기 시장을 노리고 있다. 스마트폰의 경우, RGB 이미지센서와 이벤트 베이스 비전 센서를 병용함으로써 어둡고 고속으로 움직이는 사물을 깨끗하게 촬영할 수 있다. 1,000fps(프레임 초당) 이상의 고프레임 속도 촬영하는 것도 가능하다.

SSS는 민생기기용 이벤트 베이스 비전 센서에 대한 연구개발 성과를 반도체 분야의 저명 국제학회 ‘ISSCC 2023’에서 발표했다. 2층 트랜지스터 화소 적층형과 마찬가지로 이벤트 베이스 비전 센서도 스마트폰에 탑재되는 시대가 다가오고 있다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.