스타트업, 스마트폰 카메라에 더 많은 빛을 가져다주다 Startups Bring More Light to Smartphone Cameras
Eyeo의 필터 없는 컬러 카메라
필터 없는 CMOS 센서는 핸드헬드 및 기타 기기의 컬러 이미지를 개선할 수 있습니다.
스마트폰 카메라 는 클수록 좋습니다. 이미지 센서 와 렌즈가 클수록 더 많은 빛을 처리할 수 있어 더 많은 디테일을 표현할 수 있습니다. 특히 컬러 이미지를 생성하는 필터가 유입되는 빛의 약 70%를 차단하기 때문에 이 점이 매우 중요합니다.
PxE's technology combines color imaging and depth sensing with a single CMOS sensor. PxE PxE 기술은 단일 CMOS 센서로 컬러 이미징과 깊이 감지 기능을 결합합니다. PXE
Startups Bring More Light to Smartphone Cameras
https://spectrum.ieee.org/cmos-color-filter
이미지 센서 픽셀 위에 빨간색, 초록색, 파란색의 격자 형태로 배치된 이러한 컬러 필터는 수십 년 동안 사용되어 왔습니다. 하지만 새로운 접근법은 빛의 물리 법칙을 활용하여 많은 광자를 차단하지 않고도 컬러 이미지를 생성할 수 있을 것으로 기대됩니다. 2023 IEEE 국제 전자소자 회의 ( IEDM )에서 더욱 선명한 이미지를 구현하는 세 가지 방법이 발표되었습니다 . 이제 이러한 방법들은 실험실 단계에서부터 주목을 받고 있습니다.
예를 들어 삼성은 중국 샤오미의 신형 스마트폰에 삼성 나노 프리즘 기술을 적용하여 저조도 촬영 성능을 향상시키는 전면 카메라를 공급할 예정입니다 . 이 기술은 컬러 필터를 대체하는 것이 아니라, 회절을 이용하여 각 색상별 픽셀에 더 많은 빛을 모으는 방식입니다. 삼성에 따르면, 이를 통해 빛 감도가 25% 향상됩니다.
한편, 두 개의 새로운 스타트업이 필터 없이 컬러 이미지를 촬영하는 방법을 개발했습니다. Imec의 분사 기업인 Eyeo는 이번 달 시드 투자로 1,500만 유로를 유치했다고 발표했습니다. 또한, PxE Holographic Imaging은 올해 1월 CES ( Consumer Electronics Show ) 에서 깊이 감지와 컬러 이미징을 결합한 기술을 선보였습니다 .
PxE와 Eyeo는 모두 오늘날 카메라에 가장 널리 사용되는 디지털 이미지 센서 인 CMOS 센서 와 호환됩니다 . PxE의 설립자 겸 CEO인 요아브 베를라츠키는 "CMOS 센서는 매우 성숙하고 강력한 플랫폼입니다. 오늘날 모든 기기에 탑재되어 있습니다."라고 말합니다 . 하지만 "모두가 CMOS 센서에 더 많은 광자가 도달하기를 바랍니다."
Eyeo는 Imec이 IEDM에서 발표한 연구를 2023년 가전제품 , 보안 등에 적용하여 상용화하는 것을 목표로 합니다. 컬러 필터를 제거함으로써 이 스타트업의 이미지 센서는 기존 CMOS 센서 보다 세 배 더 민감해졌습니다. Eyeo의 CEO인 제레온 호엣은 "마치 이미지 센서의 눈을 뜨게 된 것과 같습니다."라고 말했습니다 .
정사각형 깔때기 모양의 구조물 격자를 통과하는 빛을 보여주는 그림. 색깔 있는 빛줄기가 아래쪽에서 나와 아래 사진의 점들과 일치합니다.Eyeo 이미지 센서의 색상 분할기는 다양한 파장의 빛을 적절한 픽셀로 안내합니다. Eyeo
이 기술은 파장에 따라 빛을 분할하는 수직 도파관을 통해 빛을 보낸 후, 광자를 적절한 픽셀로 이동시키는 방식으로 작동합니다. 도파관은 깔때기처럼 작용하여 픽셀의 너비를 0.5마이크로미터 미만으로 줄일 수 있는데, 이는 일반적인 스마트폰 픽셀 크기의 약 절반입니다. Imec 연구 에 따르면 , 이 기술은 또한 오늘날의 필터 기반 이미지 센서 보다 사람의 눈의 색 감도에 더 잘 부합합니다.
색 분할 기술은 CMOS 파운드리 에서 이미 사용되는 기존 도구와 공정을 사용하여 제작되도록 설계되었습니다 . 문제는 소프트웨어 측면에서 발생합니다. Hoet에 따르면 Eyeo는 현재 이 센서가 잠재 고객의 시스템과 호환되는지 확인하기 위해 노력하고 있습니다.
응용 분야 측면에서, 호엣은 Eyeo의 더 작고 민감한 이미지 센서의 이점이 특히 스마트폰 에서 두드러진다고 말합니다. 그러나 그는 이 기술이 저조도 환경용 보안 시스템이나 초소형 센서가 필요한 증강 현실 기기 와 같은 다른 용도로 먼저 채택될 것으로 예상합니다 .
PxE, 3D를 CMOS로 가져오다
PxE 접근 방식의 기본 아이디어는 유사합니다. 두 회사 모두 광자를 잃지 않고 컬러 필터를 모방하고, 빛파를 굴절시켜 "어떻게든 적절한 픽셀의 적절한 위치에 색상을 배치"하는 것을 목표로 한다고 베르틀라츠키는 요약합니다.
식물과 번호가 매겨진 계단이 있는 네온사인으로 장식된 복도, 서 있는 개 옆에 물건을 든 사람이 있는 모습.위 사진의 이 버전에서 빨간색 선은 물체가 더 가까이 있음을 나타내고, 파란색 선은 물체가 더 멀리 있음을 나타냅니다.
PxE
PxE의 기술은 "홀로코더"라고 불리는 회절 물질층을 사용하여 컬러 이미지를 생성할 뿐만 아니라 깊이 센서 역할도 수행합니다(회사명의 "홀로그램"이 여기서 유래). 백색광이 홀로코더를 통과하면 간섭 패턴이 생성되고, 이 패턴은 센서에 기록됩니다. PxE의 알고리즘은 이 패턴을 이용하여 가상의 3D 이미지, 즉 홀로그램을 재구성합니다 . 간섭 패턴은 빛의 파장 정보도 인코딩하므로 컬러(및 적외선) 이미지를 동시에 재구성할 수 있습니다.
버라츠키는 PxE의 하드웨어가 특수 제작된 메타표면을 사용하는 색상 분할기나 다른 접근 방식보다 "덜 특이하다"고 말합니다 . PxE의 성능은 대부분 소프트웨어에서 나옵니다. 버라츠키는 "알고리즘의 기반은 빛의 물리학입니다."라고 설명합니다. "마치 CMOS 센서에서 세상으로 역추적하여 카메라가 실제로 보고 있는 것을 깊이와 이미지 측면에서 재구성하는 것과 같다고 생각해 보세요."
Eyeo와 마찬가지로 PxE의 이미지 센서는 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있으며, 특히 자동차와 스마트폰처럼 이미 깊이 센서와 이미지 센서가 별도로 있는 분야에서 활용될 수 있습니다.
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