LG V30 카메라는 병원 수술실 보다 깨끗한 환경에서 1µm(1백만 분의 1미터) 오차도 없는 정밀함을 바탕으로 생산되고 있다. 20일 광주광역시에 위치한 LG이노텍 카메라 모듈 생산공장에서 연구원이 LG V30와 카메라 모듈을 소개하고 있다. LG V30는 스마트폰 최초로 F1.6의 글라스렌즈를 적용해 영화같은 촬영 기법, 어두운 곳에서도 생생한 촬영 등 차별화된 카메라 기능으로 세계에서 호평을 받고 있다.


LG V30 카메라 모듈 핵심 생산 공정에서는 공정 정밀도를 높이기 위해 얼굴 화장이 허용되지 않는다. 마스크에 방진복까지 착용해 눈을 제외한 얼굴 전체를 가렸는데도 기침조차 조심스럽다. 높이가 2m가 넘는 육중한 기기 안에서는 로봇이 손톱 크기의 1/4도 안 되는 이미지 센서 위에 스마트폰용 카메라 렌즈를 얹고 있다. 기기의 화면에는 스마트폰용 카메라 렌즈가 1μm(1마이크로미터, 1,000,000분의 1미터) 단위로 빠르게 움직이며 정확한 위치를 잡고 있는 장면이 표시된다. 컴퓨터에 입력된 좌표와 6장의 렌즈 위치가 정확하게 일치했을 때 비로소 ‘Pass’가 뜬다. 지름 6.5mm의 카메라 렌즈 6장이 1μm의 오차도 없이 정확한 자리에 잡는 데까지 걸리는 시간은 단 10초도 걸리지 않는다.


20일 LG V30의 카메라 모듈을 생산하고 있는 LG이노텍은 광주광역시에 위치한 생산 라인을 공개했다. LG V30 출시에 맞춰 라인은 풀가동되고 있다.

LG V30는 지난달 30일 공개된 후 차별화된 카메라 성능에 대한 호평이 쏟아졌다. ▲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 있다. 또 ▲터치 한 번이면 전문 사진작가들의 사진과 똑같은 설정값을 맞춰 작품 사진처럼 연출할 수 있는 ‘그래피’나 ▲80도 이하 일반 화각이 아닌 120도 광각에서도 가장자리 왜곡을 전작의 1/3 수준으로 줄여 자연스러운 광각 사진을 찍을 수 있게 한 ‘저왜곡 광각’도 LG V30만의 강점이다.

이처럼 편리하고 다양한 기능들은 세계 최고의 카메라 기술이 집약됐기 때문에 가능했다. LG V30는 조리개 값이 F1.6으로 스마트폰 카메라 중 가장 낮다. F값1)이 낮을수록 빛을 더 많이 받아들일 수 있기 때문에 더 밝고 생동감 있는 사진과 영상을 촬영하는 게 가능해진다. 또 스마트폰 중 처음으로 DSLR 같은 고급 카메라에 사용되는 글라스 렌즈를 적용해 생생하고 자연스러운 색은 물론 현장의 감성까지 담아낸다.

깔끔하면서도 정돈된 후면 카메라 모듈의 디자인은 미니멀리즘의 정수를 보여준다. 1,600만 화소의 고해상도 렌즈와 사람의 시야각과 비슷한 120도 화각(畵角)의 광각 렌즈를 모두 탑재한 카메라부의 크기는 전작 대비 절반 이하로 줄었다. 듀얼 카메라 모듈의 두께도 전작대비 약 10% 줄인 5.6mm에 불과해 얇고 세련된 제품 외관을 완성할 수 있도록 했다.

LG V30에는 LG전자의 세계 최고 카메라 기술과 카메라 모듈 6년 연속 세계 1위를 달성한 LG이노텍의 생산 노하우가 모두 집약됐다. LG V30 카메라 모듈은 병원 수술실 보다 깨끗한 환경에서 1μm 오차도 없는 정밀함을 바탕으로 생산되고 있다.

■ ‘티끌 하나 없다’ … 수술실 보다 청결한 생산라인

LG V30 카메라 생산라인은 철저한 품질 유지를 위해 병원 수술실보다 청정한 말 그대로 ‘티끌 하나 없는’ 공정 환경을 유지하고 있다. 업계에서는 유례를 찾아보기 힘든 극한의 환경 기준이다.

LG V30 카메라 모듈 핵심 생산 공정은 1ft3(세제곱피트, 약 30cm 길이의 정육면체 크기)의 공간에 초미세먼지의 1/5 크기(0.0005mm) 먼지가 10개 이하다.

이 때문에 생산 라인 출입 직원들의 화장이 일체 허용되지 않는다. 파운데이션, 눈썹, 마스카라는 물론 비비크림과 립스틱 조차 제한된다. 필기나 메모는 생산라인에 비치된 별도의 종이와 볼펜으로만 가능하다.

출입자는 방진복, 방진화, 방진모, 마스크를 착용해야 할 뿐만 아니라 장갑은 두 겹으로 착용해야 한다. △방진 복장 착용 △접착롤 먼지 제거 △정전기 테스트 △방진화 바닥 세척 △에어샤워 △다시 접착롤 먼지 제거 △손 세척 등 7 차례의 먼지 제거 절차를 거쳐야 입장할 수 있다.

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.

1마이크로미터의 오차도 없는 초정밀 공정

카메라 모듈 공정의 핵심은 액티브 얼라인(Active Align)이다. 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.

LG V30에는 F1.6, 글라스 렌즈 등의 다양한 기술들이 스마트폰 최초로 적용됐기 때문에 기술적 완성도를 높은 정밀도가 필수다. 심도, 초점, 해상도 등 화질 요소들은 미세한 변화에도 변수는 기하급수적으로 늘기 때문이다.

렌즈와 모듈을 연결하는 접합공정에서는 자동화가 도입돼 생산 효율성과 정밀도가 더욱 향상됐다. 이동 시에 있을지 모를 충격까지 최소화한다.

■ 전체 공정의 2/3는 성능시험…“품질에는 타협 없다”

성능시험에 걸리는 시간은 전체 공정의 2/3에 달한다. 이는 생산의 효율성도 중요하지만 품질에서만큼은 타협이 있을 수 없다는 LG의 철학이 반영됐다.

▲손이 떨려도 또렷한 사진과 영상을 찍을 수 있게 해주는 ‘광학식 손떨림 보정기능(OIS, Optical Image Stabilizer)’과 ‘전자식 손떨림 방지(EIS, Electronic Image Stabilization)’ ▲카메라를 빠르게 움직여도 0.1초안에 초점을 잡을 수 있도록 레이저 오토 포커스(Laser Detection Auto Focus)와 위상차 오토 포커스(Phase Detection Auto Focus)를 결합한 하이브리드 오토 포커스(Hybrid Auto Focus) ▲색감과 질감까지 실제와 가장 가깝게 담아내는 ‘크리스탈 클리어 렌즈’ 등 최첨단 기술들이 LG V30에 복합적으로 탑재되면서 성능시험은 더욱 정교해졌다.

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.

이어서 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.

특히 LG V30의 카메라는 빛을 받아들이는 첫 번째 렌즈가 유리이기 때문에 일반 플라스틱 렌즈보다 더 많은 빛을 받아들인다. 이 때문에 ‘색상 보정(Color Calibration)’ 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.

■ 묻히고, 얼리고, 짓누르고…혹독한 내구성 시험

내구성 시험실에는 다양한 시험 기기들이 빼곡히 들어서 있다. 모듈은 두께가 얇아졌지만 최고 수준의 강도를 유지해야 한다. 게다가 전작 대비 판매 국가 수가 확대되면서 다양한 국가별 기후 환경에 맞는 다양한 환경 테스트도 필수가 됐다.

LG V30 카메라 모듈은 모듈 자체의 내구성뿐 아니라 LG V30와 동일한 무게의 모형에 장착한 상태에서도 테스트를 진행한다. 충격은 무게에 비례하기 때문에 실제 제품에 탑재된 상태에서의 카메라 모듈 내구성을 확인하기 위해서다.

LG V30 카메라 모듈은 총 15개의 테스트를 거친다. 온도, 먼지 등 환경 조건의 변화에 따른 시험은 물론 낙하, 전기충격 등의 강도 테스트도 진행된다. 주기적 성능검사는 물론 수시 검사를 통해 생산되는 부품의 품질이 균일한지 확인한다. LG V30의 내구성 테스트는 부품부터 완제품까지 업계 최고 수준을 유지하고 있다.

LG이노텍 광학솔루션생산담당 박창곤 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”고 강조했다.

[참고]

1) Focal ratio number: 렌즈의 초점거리(Focal length)를 렌즈지름으로 나눈 값. 1에 가깝게 낮아질수록 더 많은 빛을 받아들일 수 있다.