[아이뉴스24 김문기기자] LG전자 V30의 카메라의 높은 성능과 내구성에는 이유가 있다.
LG전자에 카메라를 공급하고 있는 LG이노텍 광주공장을 찾으니, 그에 대한 해답이 그대로 눈에 새겨진다. 티끌하나도 허용치 않는 공간에서 초정밀 자동 공정을 도입한 생산라인, 품질 검증을 위한 성능시험과 혹독한 내구성 테스트를 거쳐야 V30에 적용할 수 있는 하나의 카메라 모듈이 완성된다.
20일 LG전자 V30의 카메라 모듈을 공급하고 있는 광주광역시 LG이노텍 생산라인을 직접 찾을 기회를 얻었다.
박창곤 LG이노텍 광학솔루션생산담당 상무는 "카메라 모듈의 성능이 높아질수록 더욱 정밀한 공정과 엄격한 품질 관리가 요구된다"며 "스마트폰 카메라 6년 연속 세계 1위의 기술력과 생산 노하우를 총 집약한 LG V30로 누구나 최고의 카메라 성능을 쉽고 편리하게 경험할 수 있게 할 것"이라고 소개했다.
◆ 먼지와의 싸움, 정교함의 극치 '액티브얼라인'
공장에 도착했다고 해서 바로 견학이 가능한 것은 아니었다. 들어가기 전부터 준비해야할 것들이 산더미다.
LG이노텍에서 V30 카메라 생산라인에 진입하기 위해서는 7차례의 먼지 제거 절차를 거쳐야 입장할 수 있다. 생산라인은 철저한 품질 유지를 위해 병원 수술실보다 청정한 티끌 하나 없는 공정 환경을 유지하고 있다. 먼지 하나라도 카메라 생산에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다.
간혹 DSLR 카메라 렌즈를 교체하던 중에 티끌 하나가 본체에 유입되는 경우가 있는데, 이 상황에서 사진을 찍으면 검은 점이 사진에 그대로 드러난다. 생산라인은 말 그대로 먼지 하나 없어야 이같은 상황을 벗어날 수 있다.
우선 방진복과 방진화, 방진모, 마스크를 차례대로 착용해야 한다. 헤어캡도 써야 한다. 장갑은 두 개나 착용한다. 마치 우주선을 탄 우주인을 연상케하는 복장이다. 화장은 일체 허용되지 않는다. 립스틱도 불가다. 파운데이션, 눈썹 마스카라는 물론이다.
물론 이러한 도구와 거리가 먼 성별이기도 하거나와 불안한 마음에 로션이나 스킨도 바르지 않았다. 푸석푸석한 얼굴이지만 마스크가 있어 다행이다. 옷을 다 갖춰 입으면 누가 누군지 모를 정도다. 눈만 보인다.
이게 끝이 아니다. 입구에서 방진화 바닥 세척을 마치고 난 뒤 공기 샤워를 받아야 한다. 그제서야 공장 안으로 들어갈 수 있다. 안에 들어가서도 손을 물에 세척해야 한다.
공장은 생각보다 엄청난 스케일을 자랑하지는 않는다. 손톱보다 작은 센서와 부품들을 취급하다보니 스마트폰 조립공장이나 디스플레이, 반도체 공장보다 비교적 아담하고 깔끔하다.
공장에 들어서면 바닥에 촘촘히 박힌 공기 흡입구가 눈에 띈다. 이는 공장 내 공기 흐름을 지속적으로 위에서 아래로 향하게 해 공기 중에 보이지 않는 작은 이물질조차 떠다니지 못하게 하기 위한 것이다. LG V30 카메라 모듈 핵심 생산 공정은 1세제곱피트(ft3) 공간에 초미세먼지의 0.0005mm 먼지가 10개 이하로 유지되고 있다.
가장 먼저 찾은 곳은 카메라 모듈 공정의 핵심인 액티브 얼라인 라인이다. 이 곳에 진입하기 위해서는 또 한차례 클린작업을 거친다. 접착롤로 먼지를 제거한다. 4명이 쪼르르 들어가 공기 샤워를 맞는다. 액티브 얼라인은 작은 이물질 하나 떠나지는 것도 허용치 않아 진입할 수 있는 인원도 제한돼 있다.
커다란 투명박스에 로봇이 쉴세없이 움직인다. 이미지센서 위에 스마트폰용 카메라 렌즈를 얹고 있다. 벽면에 붙어있는 디스플레이를 통해 스마트폰용 카메라 렌즈가 1마이크로미터 단위로 빠르게 움직이며, 위치를 잡는 장면이 표시된다. 6장의 렌즈가 정확히 위치하면 ‘패스’가 뜬다. 약 10초 정도가 소요된다.
액티브 얼라인은 LG이노텍이 독자 개발했다. 액티브 얼라인이란 이미지 센서 위에 렌즈를 얹는 공정이다. 렌즈의 초점이 정확하게 이미지 센서에 맞춰질 수 있도록 정교하게 맞추는 것이 관건이다. 로봇 팔은 렌즈를 가로, 세로, 위, 아래 등 입체 좌표에 따라 움직여 최적의 초점을 찾아내 정확히 맞춘다.
1개의 모듈에 들어가는 6개의 렌즈가 모두 제자리에 위치하면 비로소 접합 공정(Soldering)으로 넘어간다. 이 공정은 센서와 렌즈가 자리를 잡은 상태에서 안정적으로 전기적 신호가 전달될 수 있도록 접합하는 과정이다.
LG V30에는 F1.6, 글라스 렌즈 등의 다양한 기술들이 적용됐기 때문에 기술적 완성도를 높은 정밀도가 필수다. 심도, 초점, 해상도 등 화질 요소들은 미세한 변화에도 변수는 기하급수적으로 늘기 때문이다.
V30 후면에는 듀얼카메라 모듈이 적용되기에 이 곳의 라인도 2개로 나뉘어 있다. 한쪽에서는 일반 메인카메라가, 한쪽은 광각카메라 공정이 진행되고 있다.
◆ 전체 공정의 2/3 '성능 내구성' 할애
카메라 모듈 조립이 모두 완료됐다고 해서 끝은 아니다. 다음으로는 성능 시험이 이어진다. 성능 시험과 함께 별도 진행되는 내구성 테스트를 더하면 전체 공정의 3분의 2를 이들 공정이 차지하게 된다. V 시리즈의 밀스펙이 카메라에도 해당되는 셈이다.
V30 카메라에 적용된 다양한 기능에 대한 시험이 이뤄진다. V30에는 광학식손떨림보정기능(OIS)와 전자식손떨림방지(EIS), 레이저오토포커스와 위상차 오토포커스를 결합한 하이브리드오토포커스, 크리스탈 클리어렌즈 등이 결합됐다.
광학식 손떨림 보정 기능 시험은 헤르츠(Hertz)별로 나눠 진행된다. 헤르츠란 1초에 몇 번 흔들리는지를 나타내는 진동의 단위다. 1초에 최대 10번까지 빠르게 흔들리는 상황에서도 또렷한 사진을 담아낼 수 있어야 합격이다.
작은 박스 크기의 기기에 카메라 모듈을 넣고 뚜껑을 닫으면 알아서 자동으로 작동한다. 기계가 앞뒤로 또는 상하좌우로 빠른 속도로 흔든다.
다음으로는 화질요소와 전기적 안정성 등을 종합적으로 분석하는 종합 성능 시험이 진행된다. 화질 요소들과 안정성까지 고려해 각각의 성능뿐만 아니라 복합적 성능까지 확인하기 위한 시험은 수 차례 반복된다.
LG V30의 카메라는 빛을 받아들이는 첫 번째 렌즈가 유리이기 때문에 일반 플라스틱 렌즈보다 더 많은 빛을 받아들인다. 이 때문에 색상 보정 시험에서는 렌즈를 통과한 빛이 손실 없이 이미지 센서에 반영되는지, 왜곡 없이 자연 그대로를 표현했는지 등 컴퓨터가 색을 수치화시켜 정확하게 계산한다.
이와 함께 화각, 해상도, 심도, 초점 등을 분석하며 모든 조건에서 완벽한 화질을 구현할 수 있어야 비로소 LG V30에 탑재되는 모듈이 완성된다.
현장 관계자는 "성능시험의 경우 전량 테스트가 진행된다. 통과되지 못한 모듈은 폐기된다"며 품질에 자신감을 보였다.
성능시험 라인 견학을 마치고 나니 답답했던 방진복을 덥는다. 방진복을 벗는 순간 영구가 된다고 했는데, 거울을 보니 영락없이 맹구다.
내구성 테스트는 별도 공간에서 진행된다. 이 때부터는 전량이 아닌 샘플링을 통해 시험이 진행된다. 극한의 테스트가 진행되기 때문에 시험에 쓰인 모듈은 모두 폐기된다. 또한 현재 개발을 진행 중인 카메라 모듈에 대한 내구성 사전 테스트도 병행된다.
현장 관계자는 "출하되기 직전의 완성된 모듈을 가지고 내구성 테스트를 진행한다"며, "개발 단계에 있는 모듈도 함께 내구성 테스트를 진행한다. 개발단계부터 품질을 인증하고 강화하기 위한 조치다"라고 설명했다.
내구성 테스트는 총 15단계다. 각 단계별로 구분해 테스트를 진행한다.
가장 먼저 살펴본 곳은 오토포커스와 OIS 내구성 테스트를 위해 준비된 기기에 모듈을 장착하고 수만번을 반복해서 테스트한다. 사용자는 알지 못하지만 스마트폰 카메라 내부 렌즈는 AF를 위해 앞뒤로, OIS를 위해 상하좌우로 실제 물리적으로 움직인다.
일부러 방진 능력을 시험하기도 하고, 일정 높이에서 떨어뜨리고, 때로는 굴리기도 한다. 이 때는 모형에 모듈을 장착해 실제 환경에 가깝게 연출해 테스트한다. 전기 충격 등의 테스트도 이어진다.
다른 방에서는 온도와 먼지 등 환경 조건의 변화에 따른 시험이 진행된다. 각각의 기기 안에는 극한의 환경을 설정, 모듈의 내구성을 검증하고 있는 상황이었다.
내구성뿐만 아니라 해상도 심도, 초점, 화질 등을 검사하는 방을 따로 마련해두고 성능 시험도 함께 진행한다.
내구성 테스트의 잔혹한(?) 테스트를 통해 장렬히 전사한 모듈 덕분에 생산라인에서 조립된 카메라 모듈의 성능 입증이 가능해진다.
◆ LG 콜라보…성능 기반한 특화 기능 적용
LG이노텍이 완성시킨 카메라 모듈에 영혼을 불어 넣는 작업은 LG전자가 담당한다.
LG전자는 LG이노텍의 카메라 모듈을 통해 화면 안의 특정 대상만 영화 주인공처럼 흔들림 없이 클로즈업해 주는 포인트 줌, 기분에 따라 영화 장르의 특징을 살린 컬러를 선택해 촬영할 수 있는 시네 이펙트 등을 활용하면 누구나 쉽게 영화감독처럼 영상을 찍을 수 있도록 했다.
터치 한 번이면 전문 사진작가들의 사진과 똑같은 설정값을 맞춰 작품 사진처럼 연출할 수 있는 그래피나 80도 이하 일반 화각이 아닌 120도 광각에서도 가장자리 왜곡을 전작의 3분의 1 수준으로 줄여 자연스러운 광각 사진을 찍을 수 있게 한 저왜곡 광각도 구현한다.
LG V30는 조리개 값은 F1.6으로 스마트폰 카메라 중 가장 낮다. F값이 낮을수록 빛을 더 많이 받아들일 수 있기 때문에 더 밝고 생동감 있는 사진과 영상을 촬영할 수 있다. 스마트폰 중 처음으로 DSLR 같은 고급 카메라에 사용되는 글라스 렌즈를 적용한 점도 경쟁력이다.
1천600만 화소의 고해상도 렌즈와 사람의 시야각과 비슷한 120도 화각의 광각 렌즈를 모두 탑재한 카메라부의 크기는 전작 대비 절반 이하로 줄었다. 듀얼 카메라 모듈의 두께도 전작대비 약 10% 줄인 5.6mm에 불과하다.
LG V30은 LG전자의 높은 카메라 기술과 카메라 모듈 6년 연속 세계 1위를 달성한 LG이노텍의 생산 노하우가 모두 집약된 결과물이다. LG V30 카메라 모듈은 병원 수술실 보다 깨끗한 환경에서 1μm 오차도 없는 정밀함을 바탕으로 생산되고 있다.
김문기기자 moon@inews24.com
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