[첨단 헬로티=이나리 기자]

스마트폰의 카메라는 단순히 사진을 촬영하는 수준을 넘어서 AI 기능이 접목되고, 보안을 위해 세분화된 얼굴 인식이 요구되면서 고도화된 감지 기술을 필요로 하게 됐다. 3D 이미지 센싱을 위한 기술로 등장한 ToF(Time-of-Flight, 비행거리측정) 센서는 최신 하이엔드 스마트폰에 탑재률이 높아지면서 주목받고 있다.

삼성전자는 2019년 8월 ‘갤럭시 노트10 플러스’를 출시하면서 자사의 스마트폰 브랜드 중에 처음으로 후면 카메라에 ToF(Time of Flight, 비행시간 거리측정) 기술을 채택했으며, 이후 ‘갤럭시 A80’에도 탑재했다. 이들 제품에 탑재된 ToF 센서는 소니의 제품으로 알려져 있다. ToF 센서는 워낙 고가의 부품이라, 삼성전자는 올해 2월 출시한 ‘갤럭시 S20’에는 ToF 센서를 넣지 않았고 좀 더 고가인 ‘갤럭시 S20+’와 ‘갤럭시 S20울트라’에 적용했다. 이 제품 역시 소니의 ToF 센서가 들어갔다. 

▲삼성전자 ‘갤럭시 노트10 플러스’에 탑재된 소니의 ToF 센서 (자료: 시스템플러스컨설팅)

LG전자는 삼성전자 보다 더 빠르게 ToF 센서를 스마트폰에 적용시켰다. 2019년 2월 출시된 LG전자의 전략 스마트폰 ‘LG G8 씽큐(ThinQ)’의 전면에는 인피니언의 3D ToF 센서가 탑재됐다. 삼성전자는 사진 촬영과 공간 정보 인식을 위해 후면에 ToF를 사용했고, LG전자는 얼굴인식과 동작인식에 ToF를 활용한 점이 양사의 다른점이다. 

LG는 ToF 센서와 8메가 픽셀 전면 카메라를 결합해 ‘Z 카메라’라는 것을 만들었다. Z 축은 3D 이미지의 깊이를 나타냅니다. 이를 통해 안면 잠금 해제 및 손의 정맥 패턴을 읽는 생체인식 ID를 구현했다. 또 이 센서는 에어모션 제스처에도 사용돼 장치를 건드리지 않고 음악 재생 및 일시 정지와 같은 다양한 동작을 실행할 수 있다.

▲소니의 ‘엑스페리아1 Ⅱ’에 소니의 ToF 센서가 탑재됐다. 

이 외에도 중국 기업인 오포(Oppo)의 ‘R17 프로’와 화웨이의 ‘메이트30 프로’, 소니가 올해 출시한 ‘엑스페리아1 Ⅱ’ 등에도 ToF 센서가 적용됐으며, 모두 소니로부터 부품을 공급받았다.  

애플도 올해 차기작부터 ToF 센서를 도입한다. 먼저, 올해 상반기에 출시되는 신형 아이패드를 시작으로 ToF 센서가 탑재되고 하반기 출시되는 아이폰에도 적용될 것으로 추측된다.

▲스마트폰의 3D 센싱 기술 공급 업체 (자료: Yole Development)

국내 기업, ToF 센서 시장 도전 

국내 기업도 뒤늦게 3D ToF 시장에 뛰어들었다. 국내 기업은 ToF 모듈에 더 주력할 것으로 보인다.

LG이노텍은 이미 애플 아이폰에 카메라모듈을 공급하는 등 카메라모듈 기술을 인정받았기 때문에 이 성공 노하우를 3D 센싱 모듈에도 적용할 수 있다고 자신감을 내비쳤다. LG이노텍의 ToF 모듈은 지난해 1월 출시된 LG전자의 ‘LG G8 씽큐’의 전면에 탑재됐고, 이를 시작으로 본격적인 비즈니스를 위해 2019년 5월 D 센싱 모듈 브랜드인 ‘이노센싱(InnoXensing)’을 론칭했다. 

LG이노텍은 자사의 3D 센싱 모듈을 장착한 카메라, AVM(Around View Monitoring) 등 완제품에 ‘이노센싱’ 로고를 사용할 수 있게함으로써 브랜드 인지도를 높여갈 예정이다. 회사 관계자는 “이노센싱 브랜드로 AR·VR, 차량, IoT로 3D 센싱 활용 분야를 빠르게 넓혀나갈 계획”이라고 말했다. 

2019년 12월 드림텍은 카메라 모듈 및 3D ToF 사업에 진출하기 위해 3D 센싱 카메라 모듈 전문기업 나무가를 인수했다. 이번 인수와 관련해 김형민 드림텍 대표는 “광학지문모듈 사업과 VCSEL(Vertical-cavity surface-emitting laser, 수직 공진 표면 발광 레이저 다이오드) 패키징 역량을 갖춘 드림텍과 나무가의 시너지 효과가 기대된다”며 “앞으로 3D ToF 사업에 진출하겠다”고 말했다.

엠씨넥스는 신사업으로 ToF 모듈을 만들기 위해 베트남에 신규 공장3을 건설했다. 엠씨넥스는 삼성전자 스마트폰에 카메라 모듈을 공급하는 협력사다. 엠씨넥스는 삼성 갤럭시 스마트폰 S20 울트라에 ToF 모듈을 공급한 것으로 알려져 있다. 

반면, 삼성전자는 ToF 센서 개발을 계획하고 있다. 삼성전자 시스템 LSI사업부가 ToF 센서 개발 계획을 일정대로 소화한다면, 빠르면 2021년도에 출시되는 삼성전자의 스마트폰 갤럭시 시리즈에 소니의 센서가 아닌 삼성의 센서가 탑재될 가능성이 높다. 

삼성전자는 CMOS 이미지센서 시장에 후발주자로 뛰어들어 업계 1위인 소니에 이어 2위로 성장해 온 이력이 있다. CMOS 이미지 센서 시장에서 아직 소니의 점유율이 압도적이긴 하지만 기술면에서 삼성이 빠르게 성장했다고 업계는 평가하고 있다. 이를 바탕으로 삼성전자는 ToF 센서 부분에서도 기술 성장을 기대해볼만하다. 

▲LG이노텍의 3D 센싱 ToF 모듈

□ 전자기술 4월 특집 기사 

① 3D 센싱의 핵심, VCSEL과 ToF 센서 시장 생태계 

② ToF 센서 탑재된 스마트폰, 어떤 부품 썼나?

③ 소니, 이미징 센서 사업 지난해 어땠나? 올해 사업 계획은?