작은 카메라 모듈의 모임 통해 더 높은 해상도 구현

‘라이트(Light)’ 카메라 자율주행 자동차나 보안 카메라로 사용

‘라이트(Light)’라고 불리는 한 신생기업이 최고의 사진을 만들기 위하여 작은 카메라 모듈의 모임을 이용한다. 고해상도의 사진이 스마트 폰에서는 아직 보기 드물다는 것을 고려할 때 이러한 신기술은 스마트 폰의 해상도를 현저하게 높일 수 있을 것으로 기대된다.
라이트는 2016년에 스마트 폰에 채용하기 위하여 52메가 화소의 해상도를 가지는 최초의 카메라를 내놓을 계획이다.

작고 저렴한 패키지로 품질과 줌 능력 구현
대부분의 디지털 카메라는 설계될 때 하나의 렌즈 및 하나의 이미지 센서를 가진다는 주요한 측면에 의하여 제한된다. 빛은 렌즈로 입사하여 사진을 만들기 위하여 이미지 센서로 안내된다. 그러나 사진술과 관련된 신생기업인 라이트는 이러한 디지털 카메라를 만들지 않는다.
라이트의 목표는 1대1 대응을 따르는 대신에 이미지 센서도 각기 쌍을 이루는 작은 렌즈들의 모임을 스마트 폰이나 다른 기기들에 결합하는 것이다. 이러한 작은 렌즈들의 모임은 사진을 찍을 때 동시에 촬영하며, 소프트웨어가 자동으로 이러한 이미지들을 조합한다. 이를 통하여 크고 무겁고 값비싼 디지털 일안 반사식 카메라(DSLR: Digital Single Lens Reflex)가 가지는 품질과 줌 능력을 비록 휴대전화이지만 더 작고 저렴한 패키지로 구현할 수 있다고 라이트는 믿고 있다.

52메가 화소 해상도의 스마트 폰 카메라 모듈
라이트는 아직 완전한 시작품을 가지고 있지 않아서 아직은 초기 단계에 있다. 현재로서는 단지 소프트웨어로 사진들이 조합될 수 있는 카메라 모듈만을 가지고 있다. 그러나 라이트는 2016년에 스마트 폰에 채용하기 위하여 52메가 화소의 해상도를 가지는 최초의 카메라를 내놓을 계획이라고 전했다.
라이트는 최근 세계에서 가장 큰 전자제품 계약 제조업체인 폭스콘(Foxconn)과의 거래를 발표하였다. 폭스콘은 휴대용 장치에 라이트의 기술을 사용하는 이용 허락 계약을 체결하였으며, 밝혀지지 않은 금액을 라이트에 투자하고 있다. 참고로 라이트는 2014년에 창업투자 회사인 베세머 벤처 파트너스(Bessemer Venture Partners)와 찰스 리버 벤처스(Charles River Ventures)를 포함하는 투자자들로부터 970만 달러의 투자를 받았다.
스마트 폰의 카메라 기능에서 비용, 무게, 크기의 축소 활용
라이트는 스마트 폰이 휴대전화 시장의 주류를 차지하고, 많은 사람들이 주로 사용하는 카메라 역할을 수행하면서 이에 수반하여 일어난 광학 기기의 비용, 무게, 크기 등의 급격한 감소를 활용하고 있다. 유리로 만들어진 고가의 카메라 렌즈와 달리 스마트 폰 카메라에 사용되는 대부분의 렌즈는 금형으로 제조되는 플라스틱을 소재로 한다. 이것은 훨씬 저렴한 공정이지만, 이미지의 품질은 그리 좋지 않다. 그리고 스마트 폰 카메라에는 광학 줌 기능이 거의 설치되지 않으며, 대신에 이미지의 부분을 확대하는 디지털 줌 기능을 이용한다.

자율주행 자동차나 보안 카메라로 사용
미국 캘리포니아 주(state) 팔로 알토(Palo Alto)에 위치한 라이트의 사무실에는 자동차의 백미러 크기를 가지는 덮개가 열린 금속 상자로 된 시작품이 있다. 이 시작품에는 초점 길이가 35, 70, 150밀리미터인 16개의 카메라 모듈 배열이 포함되며, 올챙이 꼬리처럼 작은 전선들이 공중으로 튀어나와 있다. 이 모듈들은 작동이 가능하며, 이러한 카메라 모듈 배열은 자율 주행 자동차나 주택 보안 카메라에 사용될 것으로 기대한다고 라이트의 관계자들이 밝혔다.
시작품에서 각각의 카메라 모듈은 옆쪽으로 놓여있으며, 빛은 상면에서 입사하여 거울에서 반사되어 렌즈통을 통과한 후에 이미지 센서에 도달한다.

다른 시각에서 동시에 여러 장의 사진 촬영
라이트의 카메라로 사진을 촬영할 때 비록 사용자에게 보여주지 않지만 약간 다른 시각에서 동시에 여러 장의 사진을 찍는다고 라이트의 공동 창업자이자 기술 담당 최고 책임자(CTO)인 라지브 라로이아(Rajiv Laroia)가 설명하였다.
사용자가 선택하는 줌 기능의 수준은 사진을 촬영할 때 어떠한 모듈들을 사용할지를 결정하며, 각각의 모듈에 포함되는 거울은 빛을 포착하기 위하여 움직인다. 이 거울은 똑바로 앞에 있거나 각도를 가지는 빛을 포착한다. 다음으로 이렇게 촬영된 이미지들은 훨씬 더 큰 카메라 렌즈를 모사하려고 디지털 방식으로 조합된다.
그리고 소프트웨어를 이용하여 촬영된 사진 상에서 초점을 조절하는 것이 가능하다. 이 기법은 미국 캘리포니아 주에 기반을 둔 기업인 라이트로(Lytro)의 카메라를 이용하여 가능한 것이다. 다만, 라이트로 카메라는 하나의 이미지 센서에 여러 개의 렌즈 배열을 위치시켜 달성되었다.

얇아지는 휴대전화 추세에 맞춰 모듈 소형화 필요
라이트는 작동하는 카메라 배열을 공개하지 않았지만, 4개의 8메가 화소 센서로 이루어진 시험용 카메라 배열로 촬영된 사진을 보여주었다. 얼굴을 근접 촬영한 한 사진에서 피사체의 머리카락과 배경은 매우 선명하였다.
이러한 종류의 선명성을 스마트 폰에서 얻는 것은 사진 찍기를 몹시 좋아하는 사람들을 만족시킬 수 있을 것이다. 그리고 이러한 장치는 더 소형화될 필요가 있을 것이다. 라이트의 카메라 모듈을 스마트 폰에 내장하는 것은 장치를 현재 케이스와 결합된 스마트 폰 정도의 두께를 가지게 만들 것이며, 이는 휴대전화를 더 얇게 만들려는 계속된 경향을 거스르는 것이다.
그리고 이 기술을 채용하면 스마트 폰이 더 비싸질 것이다. 라이트의 기술을 이용한 카메라는 스마트 폰의 재료비에 50달러에서 60달러 정도를 더 추가하게 될 것이라고 라이트의 최고 경영자인 데이브 그래넌(Dave Grannan)이 예측하였다. 이것은 현재 애플의 아이폰 6 플러스, 삼성의 갤럭시 에스6 엣지 등과 같은 최고급 스마트 폰에서 사용된 카메라 비용보다 훨씬 비싼 것이다.

라이트 카메라 상업화 위해서는 고해상도가 관건
라이트의 아이디어는 훌륭하지만, 현재까지 수많은 기업들이 비슷한 기술을 상업화하는 데에 실패했다고 미국 듀크 대(Duke University)의 영상 및 분광학 프로그램의 책임자이자, 아쿠에티(Aqueti)라고 불리는 카메라 배열 생산 회사의 최고 경영자인 데이비드 브래디(David Brady)가 말했다.
또한, 데이비드 브래디는 평균적인 사람들이 매우 높은 고해상도의 사진을 공유하는 양호한 방법이 현재로서는 없다는 점을 지적하였다. 이러한 고해상도 사진은 매우 큰 파일을 만든다. 비록 당신이 오늘 8메가 화소의 카메라로 사진을 찍었다고 하더라도 이를 페이스북(Facebook)에 올리면 당신의 친구들은 훨씬 낮은 해상도의 이미지를 보게 될 것이다.
그렇지만 “라이트가 하고 있는 것이 카메라의 미래라는 데에는 의심의 여지가 없다”고 데이비드 브래디가 말했다.

자료제공 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑