◇스마트폰 카메라의 진화

스마트폰 카메라의 궁극적 목표는 전통 카메라를 대체하는 데 있다. 콤팩트 카메라를 스마트폰이 대신한 것처럼 DSLR와 같은 전문가급 카메라 성능까지 스마트폰에 흡수하려는 시도다. 최근 스마트폰에 멀티 카메라가 빠르게 확산되고 있는 점도 같은 이와 같은 맥락이다. 단초첨이던 카메라에 오토포커스가 추가되고 단일 카메라에 광각이나 망원 기능이 더해지는 것도 전통 카메라 기능을 스마트폰에 담아내려는 시도들이다.

스마트폰 카메라의 차세대 발전 방향은 원거리 피사체를 찍을 수 있는 망원에 포커스가 맞춰진 것으로 보인다.

삼성전기는 5배 광학줌을 구현한 카메라 모듈 양산에 들어갔다. 광학줌은 여러 개 렌즈를 물리적으로 움직여 피사체를 확대하거나 축소하는 기능이다. 소프트웨어를 사용해 확대 시 화질에 손상이 생기는 디지털줌과 달리 광학줌은 화질이 선명하다.

기존에는 광학 2배줌이 스마트폰 카메라 최대치였다. 하지만 올 들어 화웨이를 시작으로 광학 5배줌 제품이 나오기 시작하며 줌 성능이 향상되는 제품들이 출시되고 있다. 삼성전기의 5배줌 모듈은 오포에 공급된다.

광학줌은 카메라 모듈 내 렌즈들이 이동하며 구현된다. 이미지 센서와 렌즈간 거리, 즉 초첨거리가 멀수록 고배율 광학줌이 구현되는데 센서와 렌즈간 거리를 두려면 모듈 두께가 두꺼워지는 게 한계였다. 슬림함을 유지해야 하는 스마트폰에 적합하지 않았다.

그래서 나온 방법이 잠망경과 같은 구조다. 렌즈들을 상하(세로)로 적층하는 기존 방식과 달리 프리즘을 통해 빛을 굴절시켜 두께 문제를 해소하며 고배율 광학줌을 구현한다. 삼성전기가 양산을 발표한 5배줌 카메라 모듈도, 화웨이가 출시한 P30프로도 이 같은 방식의 구조를 띠고 있다.

기존 카메라 모듈의 광학줌 구현 방식(왼쪽)과 프리즘을 활용한 광학줌 비교. 신기술은 잠망경처럼 빛의 굴절을 이용해 보다 긴 초점거리를 확보한 것이 특징이다. 삼성전기는 이를 폴디드 카메라 모듈이라고 부른다.(자료: 삼성전기)

중국 스마트폰 업체 오포의 광학 5배줌 카메라 설명 이미지

최근 일부 스마트폰 업체에선 광학줌과 디지털줌을 섞어 10배까지 가능하다고 강조하고 있지만 스마트폰 카메라 줌 기능은 일반 카메라에 비해 차이가 나는 게 사실이다. 개선할 여지가 많기 때문에 그 만큼 발전 가능성도 높고 업계가 지향하고 있는 대목이다.

◇화면 뒤로 사라지는 전면 카메라

스마트폰 카메라에서 또 하나 주목해야 할 변화는 전면 카메라다. 전면 카메라는 셀프 촬영과 화상 통화에 많이 사용해 스마트폰에서 빼놓을 수 없는 부분이다. 그러면서 최근 스마트폰 트렌드는 화면을 극대화하는 것이다. 폰의 전면을 화면으로 가득 채워 몰입감을 높이려는 시도들이다. 그런데 상충되는 상황이 생긴다. 카메라를 위해서는 공간 마련이 필수고 풀스크린을 구현하려면 카메라 공간을 없애야 한다.

이를 해결하는 대안 기술들이 개발되고 있는데 바로 디스플레이 뒤로 카메라를 숨기는 것이다. 이는 카메라가 위치한 부분만 디스플레이에 구멍을 내는 현재 방식과 달리 카메라 렌즈가 위치한 부분까지 모두 화면으로 채운다. 삼성전자는 이를 디스플레이 아래쪽에 카메라를 둔다고 해서 '언더 패널 카메라(Under Panel Camera)'라고 부른다.

화면 뒤에 있는 카메라가 어떻게 작동할 수 있는 지 구체적인 원리는 알려지지 않았다. 그러나 카메라를 사용할 때 렌즈가 위치한 부분만 투명해지는 방식으로 구현될 가능성이 있다. 단, 이 경우 빛이 디스플레이를 통과하기 때문에 고감도 센서는 필수고 카메라 두께 자체도 매우 얇아야 한다.

삼성전자는 삼성디스플레이와 협력해 화면 뒤로 카메라를 숨기는 기술을 개발 중인 것으로 알려졌다.

권진현 삼성전자 시스템LSI사업부 상무는 최근 가진 이미지 센서 설명회에서 “더 넓은 디스플레이를 선호하는 소비자 니즈에 따라 전면 카메라를 둘 수 있는 공간에 제약이 발생하고 있는데, 이를 해결하기 위해 디스플레이 뒤로 카메라를 숨기는 기술을 확보하고 있다”고 소개했다.

삼성전자가 준비하고 있다고 밝힌 카메라 기술. 디스플레이 뒤로 카메라를 배치해 풀스크린을 구현하려는 것(오른쪽 하단 내용)이 주목된다.

외신