[한경비즈니스=이명지 기자] 스마트폰 하드웨어 경쟁의 핵심이 ‘카메라’로 떠올랐다. 이제 스마트폰 카메라는 듀얼을 넘어 멀티플로 진화했다. 중국 화웨이를 시작으로 삼성전자·LG전자·애플 등이 트리플 카메라를 도입했다. 업계에서는 조만간 쿼드 카메라를 볼 수 있을 것이란 전망도 나온다. ‘멀티플 카메라’는 여러 개의 카메라 모듈을 결합해 화각·화질 등 기존 싱글 카메라의 한계를 극복했다. 스마트폰의 성능이 날로 향상되면서 스마트폰 제조사들은 제품의 차별화를 위한 여러 가지 시도에 나섰다. 슬림한 디자인을 유지하면서 사용자들에게 새로운 카메라 경험을 제공한다는 강점 덕분에 멀티플 카메라를 장착하는 스마트폰이 연일 증가하고 있다.
◆대세로 자리 잡은 ‘멀티플 카메라’
2020년 2월 모습을 보일 삼성전자의 열한 번째 갤럭시도 카메라 성능 강화에 초점을 맞출 것으로 보인다. 정보기술(IT) 관련 유명 트위터 온리스크 등은 후면 카메라의 경우 갤럭시 S11e는 세 개, 갤럭시 S11은 네 개, 갤럭시 S11+는 다섯 개를 장착할 것이라고 예상했다. 카메라의 성능을 강화하기 위해선 핵심 모듈의 장착은 필수다. 모듈은 사진과 동영상 촬영 시 영상 신호를 전기 신호로 변환시켜 주는 기능을 수행하는 부품이다. 이미지 센서, 렌즈 모듈, AF 액추에이터 등이 대표적인데 최근 가장 많이 쓰이는 모듈은 비행시간 거리 측정(ToF : Time of Filght) 모듈이다. 피사체를 향해 발사한 빛이 튕겨져 돌아오는 시간으로 거리를 계산해 사물의 입체감·움직임·공간 정보 등을 인식한다. ToF 방식은 구조광(SL : Structured Light) 방식, 2개의 카메라를 이용하는 스테레오 카메라 방식과 함께 ‘3D 센싱 기술’에 속한다. ToF 방식은 타 3D 센싱 기술들에 비해 알고리즘 설계가 간단하고 먼 거리에서도 인식률이 비교적 정확해 수율이 뛰어나다. 이러한 장점 때문에 최근 스마트폰 제조사들이 앞다퉈 장착하고 있는 모듈이다. 삼성전자는 올해 상반기 출시한 갤럭시 S10 5G 모델 전면과 후면 카메라부에 ToF를 삼성전자 최초로 적용했다. 올 초 출시된 LG G8 씽큐(ThinQ)에 적용된 3D 센싱 모듈도 ToF 방식을 활용했다. 왜 3D 센싱 모듈일까. 3D 센싱 모듈은 스마트폰 등에 장착돼 사물과의 거리와 심도 정보를 측정하고 이를 카메라 이미지 센서가 찍은 사진과 결합해 3D 촬영 결과물을 생성해 낸다. 생체 인식, 동작 인식이 가능해 스마트폰 카메라뿐만 아니라 자동차·증강현실(AR)·가상현실(VR) 등 다양한 분야에 적용할 수 있다. 시장 조사 업체 욜 디벨롭먼트에 따르면 전 세계 3D 이미지 처리와 센싱 장치 시장 규모는 지난해 29억 달러(약 3조5000억원)에서 올해 40억 달러(약 4조8000억원)로 증가할 것으로 전망된다. 2022년에는 90억 달러(약 10조7000억원)까지 확대될 것으로 보인다. 또 올해 출하되는 스마트폰 중 약 17%가 3D 센싱 기능을 장착할 것으로 보인다. 욜 디벨롭먼트는 “기존 안면 인식 중심에서 동작 인식, 사물 인식 등으로 3D 센싱 적용 분야가 점차 확대될 것”이라고 예측했다. 국내에서 3D 센싱 모듈을 생산하는 대표적인 업체로 LG이노텍을 가장 먼저 꼽을 수 있다. LG이노텍은 초정밀 광학 기술과 품질 경쟁력을 기반으로 스마트폰 카메라의 혁신을 이끌어 왔다. 기술력을 기반으로 글로벌 카메라 모듈 시장에서 8년째 1위를 지키고 있다. 따라서 LG이노텍의 기술력 변천사를 따라가다 보면 스마트폰 카메라의 기능 향상을 엿볼 수 있다. LG이노텍은 2012년 당시 가장 얇은 5.7mm 자동 초점 카메라 모듈을 선보이며 두께 경쟁에서 앞서갔다. 2013년에는 손떨림 보정(OIS) 기능을 스마트폰 카메라에 처음으로 적용했고 2015년 가장 밝은 조리개 값인 F1.8 제품 양산에 성공했다. 2015년 세계 첫 전면 듀얼 카메라 모듈을 생산했고 2016년 후면 듀얼 카메라 모듈도 선보였다. 또 지난해에는 스마트폰 한 대당 전·후면에 5개 렌즈 모듈이 탑재되는 펜타(penta) 카메라 모듈을 세계 최초로 양산했다. 올 초에는 최첨단 3D 센싱 모듈을 양산해 LG G8 씽큐 전면에 적용하며 주목 받았다.
◆5G 시대로 수요 급성장할 ToF 모듈 삼성전기의 활약도 기대된다. 삼성전기는 세계 최초로 듀얼 OIS 기능이 탑재된 듀얼 카메라 모듈, F1.5의 듀얼 가변 조리개를 탑재한 OIS 카메라 모듈을 개발하는 등 렌즈와 액추에이터 분야에서 자체 보유한 기술로 시장을 선도해 나가고 있다. 2002년 국내 최초로 휴대단말기용 초소형 카메라 모듈을 양산했다. 또 삼성전기는 빛이 들어오는 통로를 구부린 ‘폴디드 카메라 모듈’을 개발했는데 이 모듈은 카메라의 높이를 낮춤으로써 카메라가 툭 튀어나오는 디자인 없이도 고성능의 카메라를 설치할 수 있게 했다. 폴디드 카메라 모듈은 렌즈와 센서 사이의 거리, 렌즈 간 거리를 확보함으로써 광학 5배 줌을 가능하게 한다. LG이노텍·삼성전기 등 부품사들의 활약이 기대되는 이유는 최근 스마트폰 시장의 트렌드 때문이다. 스마트폰의 성능이 발전하면서 소프트웨어 차별화 요소가 사라지자 제조사들은 카메라와 디스플레이 등 하드웨어에 집중하기 시작했다. 키움증권은 스마트폰의 트리플 카메라 채택률이 2018년 1%에서 2019년 6%, 2022년 22%까지 성장할 것이라고 전망했다. 최근 스마트폰에 안면 인식 기능이 활발히 적용되면서 굴곡진 얼굴을 인식하는 3D 센서의 수요가 더더욱 늘어나는 추세다. 키움증권은 향후 스마트폰 카메라는 전면 카메라 모듈의 오토 포커스 적용 확대, 전·후면 멀티 카메라 모듈 탑재 모델 증가, OIS·광각 카메라 모듈, ToF 3D 센서 적용 모델 확대 등이 트렌드로 자리 잡을 것이라고 예측했다. 특히 ToF 모듈의 수요는 더욱 늘어날 것으로 보인다. ToF 모듈은 5G 스마트폰, 그중에서도 프리미엄~중가 제품에 탑재될 것으로 보인다. 5G 통신 환경이 구축된다면 사용자가 AR과 VR 콘텐츠를 직접 생산할 수 있는 생태계가 만들어질 것이고 고품질의 스마트폰 카메라가 그 역할을 맡을 것이기 때문이다. 이에 따라 부품사들도 투자를 지속하고 있다. LG이노텍은 지난 5월 3D 모듈 전문 브랜드 ‘이노센싱(InnoXensing)’을 론칭했다. 최초로 모듈을 ‘브랜드화’함으로써 스마트폰은 물론 자동차·AR·VR·사물인터넷(IoT) 등으로 3D 센싱 적용 분야를 빠르게 확대해 나간다는 전략이다. 삼성전기도 수요 증가가 예상되는 고품질 카메라 시장에서 차별화된 제품을 선보이며 매출과 수익성을 개선할 계획이다. 모바일에서 축적한 부품 기술을 토대로 거래처 다변화를 추구할 것으로 보인다. mjlee@hankyung.com
[본 기사는 한경비즈니스 제 1254호(2019.12.09 ~ 2019.12.15) 기사입니다.]