[디지털투데이 김동규 기자] 갤럭시S8에는 전면에 카메라가 두 개 있다. 하나는 셀피 촬영을 위한 전면카메라고 하나는 홍채인식용 카메라다. 갤럭시S8에서는 한 개로 모듈이 통합됐지만 완벽한 수준의 통합으로는 볼 수 없다. 기판만 하나로 사용한 것이고 결국 셀피용과 홍채용 모듈은 따로 부착돼 있기 때문이다.

두 개의 모듈이 완전히 통합돼 하나의 모듈에서 구현되면 스마트폰 전면을 보다 깔끔하게 보이게 만들 수 있고, 스마트폰 내부의 공간 확보가 가능해 다른 기능이 들어간 부품을 더 적용할 수 있다는 장점이 있다. 내부의 공간이 더 확보되면 발열 문제도 더 쉽게 대응할 수 있기에 부품 통합은 스마트폰 제조사에게 필요한 과제다.

IR필터 교체 방식이 가장 유력

이런 이유에서 스마트폰 업계는 셀피와 홍채가 완전히 통합된 카메라 모듈을 만들기 위해 노력하고 있다. 2일 업계에 따르면 하나의 통합 모듈로 셀피와 홍채인식을 동시에 하기 위해서는 카메라 모듈 내에 IR필터(적외선 필터)를 교체하는 방식이 가장 유력한 방식으로 나타났다.

IR필터를 교체하는 방식은 적외선을 차단해주는 IR필터와 적외선만 받아들이게 하는 IR필터를 카메라 모듈 안에 장착하는 것이다. 즉 셀피용으로 사용될때는 적외선을 제외한 가시광선만 받아들이게끔, 홍채인식용으로 사용될때는 가시광선을 제외하고 적외선만 받아들이는 식으로 필터가 교체되게끔 하는 방법이다.

하지만 이런 방법은 매우 복잡한 설계가 필요해 적용까지는 시간이 걸릴 것으로 업계는 내다보고 있다. 업계 관계자는 “카메라 모듈 안에서 렌즈와 이미지 센서 사이에 존재하는 IR필터를 어떻게 설계하고 배치하느냐가 관건인데 설계쪽에서 매우 정교함이 필요하다”며 “IR필터의 위치를 어디에 배치할지에 대한 결정부터 쉽지 않아 보인다”고 말했다.

현재 카메라 모듈 안에서 IR필터를 움직이게 하는 구동장치와 칩(IC)은 개발이 된 것으로 알려졌다. 하지만 이것을 어떤 위치에 배치해 셀피 화질과 홍채인식의 기능을 최대화 할 지에 대한 연구는 더 진행돼야 한다는 것이 업계의 평가다.

이미지센서·렌즈도 변경 필요

여기에 더해 이미지 센서 설계도 새롭게 필요하다. 가시광선만 받아들이는 센서가 아니라 적외선도 동시에 받아들이는 센서가 필요하다는 것이다.

유재명 금오공대 광시스템공학과 교수는 “홍채인식을 위한 적외선까지 인식하는 센서가 필요한데 이렇게 되면 자칫 센서가 열을 받게 돼 노이즈(왜곡현상)가 발생할 수 있다”며 “가시광선과 적외선을 동시에 인식하는 이미지 센서 개발 등 셀피와 홍채를 동시에 구현하기 위해서는 매우 복잡한 광학 기술이 필요하다”고 말했다.

하나의 모듈로 셀피와 홍채인식을 다 구현하기 위해서는 렌즈 역시 변경이 필요하다. 일반적으로 셀카용 렌즈는 홍채인식용 렌즈보다는 화각이 넓다. 홍채인식용 렌즈는 사람의 눈만 인식하면 되기 때문에 넓은 화각이 필요하지 않기 때문이다.

모듈 안에서 화각이 각기 다른 렌즈를 동시에 사용해야 하는데 이를 위해서는 센서 해상도를 크게 높이거나 화각이 변할 수 있는 줌렌즈 형태로 개발돼야 한다. 당연히 개발 비용도 올라갈 수밖에 없다.

이런 기술이 모두 다 적용된다면 카메라 모듈의 두께 자체가 두꺼워질 수 있다. IR필터를 교체하는 구동장치, 줌렌즈 등이 들어가면 모듈 두께가 두꺼워져 다시 카메라가 툭 튀어나오는 일명 카툭튀 스마트폰이 될 수 있다는 것이다.

업계 관계자는 “스마트폰 전면 카메라에서 하나의 렌즈가 탑재된 모듈로 셀피와 홍채를 동시에 할 수 있는 기술이 있다는 것은 분명하나 그것이 언제쯤 실제로 상용화 될지는 모르겠다”며 “카메라 모듈 업체 뿐만 아니라 스마트폰 제조사도 관련 기술 연구에 공을 들이고 있다”고 말했다.