[2020년 10대 산업 시리즈] 5G 스마트폰 카메라, TOF·폴디드 줌으로 진화TOF, 적외선 신호로 사물의 깊이를 측정...증강현실(AR)기능 활용에 필수폴디드줌은, 카메라를 옆으로 뉘운 잠망경 방식...카메라가 툭 튀어나온 현상 제거한 신기술
  • ▲ 사진은 올해 2월 싱가포르에서 진행된 '갤럭시 S10' 출시 행사에서 아이돌그룹 아이콘(iKON)이 '갤럭시 S10'의 초광각 카메라를 활용해 참석자들과 셀카를 촬영하는 모습.ⓒ연합뉴스
    ▲ 사진은 올해 2월 싱가포르에서 진행된 '갤럭시 S10' 출시 행사에서 아이돌그룹 아이콘(iKON)이 '갤럭시 S10'의 초광각 카메라를 활용해 참석자들과 셀카를 촬영하는 모습.ⓒ연합뉴스
    스마트폰 패널이 액정화면(LCD)에서 유기발광다이오드(OLED)로 진화했다면 카메라는 ‘듀얼’, ’트리플’의 멀티 카메라 시대를 지나 적외선을 이용해 정교한 거리 측정을 하는 TOF(Time of Flight), 폴디드 줌 등 더욱 정교하고 미래지향적인 카메라로 진화를 거듭하고 있다.

    3일 관련업계에 따르면  TOF와 폴디드 줌은 기존 멀티 카메라보다 많은 기능을 구현한다. 대표적인 기능으론 TOF를 이용한 안면인식, AR 구현이고 폴디드 줌을 이용한 5배 광학줌이다. 

    TOF는 적외선 신호가 날아 가서 어떤 물체에 부딪친 후 다시 돌아오는 시간을 측정해 사물의 깊이를 측정한다. 폴디드줌은 카메라를 옆으로 뉘운 잠망경 방식으로 카메라가 툭 튀어나온 현상을 제거한 신기술이다. 

    삼성전자도 갤럭시 S10 5G와 갤럭시노트10+ 모델에 ToF모듈을 탑재했다. 갤럭시 노트 10+ LTE 버전과 갤럭시 A80에도 ToF모듈이 탑재되긴 했지만, 원가 상승과 5G 환경 하에서 활용도가 높은 점을 감안하면 5G 단말기 중심으로 ToF모듈이 채택될 것으로 분석된다. 

    중국 내수시장에서 삼성전자의 갤럭시 폴드와 대결을 벌이고 있는 화웨이 메이트X에도 카메라가 기존의 3개에서 4개로 늘면서 TOF 카메라가 추가됐다. 

    이에따라 내년 2월 출시될 삼성전자 갤럭시S11의 카메라·동영상 기능도 대폭 강화될 전망이다. 

    삼성전자는 이달 초 유럽특허청에 '스페이스 줌(Space Zoom)'이라는 상표를 출원했다. 삼성전자 상표 문서에 따르면 스페이스 줌은 사진의 품질 손상 없이 피사체를 확대할 수 있는 소프트웨어로, 업계에서는 삼성전자가 갤럭시S11 시리즈 상위 모델에 폴디드 줌을 구현한 5배 광학줌을 지원할 것으로 보고 있다. 

    삼성전자의 기존 플래그십 망원 카메라는 갤럭시S8부터 채택된 광학 2배 줌이 최대치였기 때문에, 4년 만에 주목할 만한 카메라 업그레이드라는 평가가 나온다. 또 1억800만 화소 카메라가 적용될 수 있다는 관측도 있다.
  • ▲ ⓒ하나금융투자, 삼성전기
    ▲ ⓒ하나금융투자, 삼성전기
    이처럼 스마트폰의 3D 센싱 기능이 강화되고 있다. 애플(Apple)이 페이스 아이디(Face ID) 구현을 위한 SL타입의 센싱기능을 탑재한 이후에 안드로이드(Android) 진영에서 국내 업체와 중화권 업체들이 ToF 기반의 센싱 카메라모듈을 탑재가 크게 늘고 있다.

    특히 증강현실(AR)기능이 5G 서비스의 핵심 컨텐츠가 될 것으로 보여 AR의 기능을 강화하기 위해 ToF의가 활용도는 더 높아질 전망이다.

    광학줌은 삼성전자의 차기 플래그십 갤럭시 S11에 채용될 것으로 예상된다. 광학줌 모듈은 폴디드 줌(Folded Zoom)이라고도 불리는데, 5배 이상의 광학 줌 기능을 구현한 방식이다. 

    카메라모듈의 광학 배율을 올리기 위해서는 결국 카메라모듈의 높이가 높아질 수밖에 없다. 이미 삼성전자, Apple의 카메라모듈도 스마트폰 본체보다 두께가 두꺼워 카메라모듈 부분이 본체보다 튀어 나와있다. 

    광학줌은 잠망경처럼 카메라모듈을 눕혀 센서와 렌즈들을 가로 방향으로 배치하여 초점 거리를 확보한 방식이다. 프리즘으로 빛의 방향을 직각으로 굴절시켜 카메라모듈의 높이 변화 없이 고배율 줌을 가능하게 하는 기술이다. 올해 1월 삼성전자는 관련 기술을 보유한 업체인 이스라엘의 코어 포토닉스(Core Photonics)를 인수했다. 

    올해 6월 삼성전기는 5배 광학줌 모듈을 중화권 고객사에게 공급한 바 있어 2020년에는 삼성전자의 갤럭시 S11에 광학줌 모듈이 탑재될 것으로 예상된다.  

    김두현 하나금융투자 연구원은 "Apple 역시 5G 모델에 ToF가 탑재될 것으로 예상한다"며 "Apple은 3D 센싱 기술을 전면부에 SL방식으로, 후면부에 ToF 방식으로 구성하는데 전후면 3D 센싱을 통해 5G 환경 안에서 활용도를 극대화할 수 있는 차별화된 AR, VR 컨텐츠를 선보일 것으로 것으로 기대된다"고 전망했다. 

    김두현 연구원은 "관련부품 업체들과 개발 진행중인 것으로 알려져 있어 카메라모듈 업체도 포함되어야 하기 때문에 Apple 카메라 밸류체인 업체의 지속적인 수혜가 기대된다"고 내다봤다.