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소니가 지난 1월23일, 새 디지털 카메라 센서를 발표했다. 2012년 양산 계획도 함께 내놨다. 일반적인 디지털 카메라에 탑재되는 센서가 아닌 스마트폰이나 태블릿 PC 등 모바일 기기에 적용될 수 있는 소형 제품이다.

소니의 새 카메라 센서에 주목해야 하는 이유는 혁신적인 기술 발전에 있다. 소니의 새 카메라 센서를 살펴보면 크기는 줄이고, 사진 품질은 높였다. 전체 전력 사용량도 낮출 수 있도록 개선됐다.

△기존 CMOS(왼쪽)와 적층형 CMOS 구조 비교. 픽셀영역(노란색)과 회로영역(하늘색)을 구분했다는 점이 큰 특징이다. (출처: 소니 홈페이지)

카메라 센서의 크기를 줄였다는 점이 우선 눈에 띈다. 소니는 빛을 받아들이는 픽셀 영역과 픽셀에서 받아들인 빛을 디지털 신호로 바꾸는 회로 영역을 분리해 소형화를 이뤘다. 지금까지 디지털 카메라 센서는 픽셀과 회로 영역이 한 판에 있어 면적이 컸다.

소니의 새 카메라 센서는 픽셀은 위로, 회로는 아래로 내렸다. 기존 카메라 센서와 같은 크기의 센서를 만든다면, 회로 영역의 면적을 뺀 만큼 픽셀 크기를 키울 수도 있다는 뜻이다. 소니는 이를 ‘적층형 CMOS(Stacked CMOS)’라고 이름붙였다.

스마트폰이나 태블릿 PC에 들어가는 부품은 크기가 중요하다. 전력 사용량에 대한 문제지만, 제품 전체 크기와 디자인에 중요한 역할을 하기 때문이다. 소니의 적측형 CMOS는 기존 카메라 센서와 비교해 20%에서 최대 40%까지 크기를 줄일 수 있다는 게 소니쪽 설명이다. 부품의 크기가 작아지면, 더 얇고 작은 제품을 만들 수 있다. 카메라 센서 부품도 예외는 아니다. 군살을 뺀 소니의 새 스마트폰 카메라 센서가 반갑다.

픽셀과 회로를 분리한 것과 동시에 디지털 신호 처리(DSP) 기능도 수행할 수 있도록 설계됐다. 외부에서 받아들인 빛을 디지털 정보로 바꾸는 과정이 DSP에 해당한다.

스마트폰에 탑재되는 모바일 프로세서가 수행하던 DSP 과정을 디지털 카메라 전문 기술을 갖고 있는 소니의 기술로 구현해 품질이 좋은 사진을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 모바일 프로세서 대신 센서에서 DSP 기능을 처리하므로 모바일 기기 전체의 전력소비량을 낮출 수 있다는 점도 장점이다. 전력 소비량을 줄이는 일은 모바일 기기 시장에서 매우 중요한 일이다. 소니의 적층형 CMOS는 전력 소비를 낮춰 더 오래가는 스마트폰을 만들어줄 수 있다.

HDR(High Dynamic Range) 기능을 이용한 동영상 촬영 기능도 소니 적층형 CMOS의 특징이다. 계조(Dynamic Range)는 사진에서 어두운 부분과 밝은 부분의 차이를 뜻한다. 계조 폭이 넓은 사진이란, 어두운 부분과 밝은 부분의 차이가 심한 사진이라는 뜻이다.

역광 환경에서 촬영한 사진을 예로 들 수 있다. 배경은 밝은데, 빛을 등지고 선 사람은 어둡게 나온 사진이 계조 차이가 큰 사진에 해당한다. 사람이 잘 나오게 찍으려면 전체 노출을 높여야 하지만, 그럼 배경이 노출과다가 된다. 역광 환경에서는 좀처럼 원하는 사진을 얻기 어렵다. 소니의 적층형 CMOS는 이 같은 계조 차이를 줄이는 기술이 적용됐다. 쉽게 말해 빛을 등지고 선 사람도 밝게 촬영할 수 있는 기술이다.

이 외에도 피사체가 반사하는 흰색 신호도 측정할 수 있도록 센서 기술을 발전시켰다. 빨강, 초록, 파랑(RGB) 신호만 측정할 때보다 1.6배 더 밝은 사진을 얻을 수 있다는 게 소니쪽 설명이다.

소니는 적층형 CMOS를 발표하며 “스마트폰과 같은 모바일 기기가 대중화됨에 따라 다양한 분야에서 활용할 수 있는 요구도 커지고 있다”라며 “적층형 CMOS는 이 같은 요구에 맞출 수 있을 것”이라고 설명했다.

소니는 이 같은 새 기술을 집약한 카메라 센서를 2012년 3월부터 양산하겠다고 밝혔다. 3월에는 4분의 1인치 크기의 800만화소 카메라 센서를 우선 양산한다. 6월부터는 800만화소에 RGB+W, HDR 동영상 기술을 갖춘 센서를 양산한다는 계획이다.

소니의 스마트폰용 카메라 센서는 소니 스마트폰 ‘엑스페리아’ 제품군뿐만 아니라 애플 ‘아이폰4S’에도 쓰인다. 소니가 HDR 기능을 갖춘 카메라 센서를 양산하는 시점도 흥미롭게 지켜봐야 한다. 6월은 차세대 아이폰이 출시될 것이라는 소문이 나오고 있는 시기이기 때문이다. 소니 새 카메라 센서가 차세대 아이폰에 적용될 지 관심이 쏠린다.