애플이 아이폰8에 적용할 특허들…풀스크린·슈퍼카메라

슈퍼 해상도 이미징 기술과 전면 풀 스크린, 완전 3D 터치 기술 특허 출원

iPhone8 Rumor

애플이 아이폰 탄생 10주년인 2017년 출시할 아이폰8에 가장 혁신적인 첨단 기술들을 탑재할 것으로 보인다. 베젤리스(Bezelless) 디자인에 전에 볼 수 없던 카메라 기술 등이 모두 담기는 등 애플의 기술력을 모두 쏟아부을 것으로 기대된다.

애플은 11일(현지시간) 미국 특허청(USPTO)에 스마트폰과 관련된 두 건의 특허를 신청했다.

첫번째 특허는 '슈퍼 레졸루션 큐브 프리즘 멀티 센서 카메라' 시스템으로, 스마트폰 조립 공간에 큰 대역폭을 사용하는 멀티 센서 카메라를 최소화 시키고도 고해상도 이미지 품질을 확보할 수 있는 기술이다.

애플은 이 특허 기술을 '슈퍼 해상도 소형 카메라를 위한 복수의 이미지 센서 배열(Miniature camera super resolution for plural image sensor arrangements)'이라고 명명했다.

슈퍼 해상도 카메라 기술 특허 USPTO/appleinsider

애플은 "기존의 싱글 센서 카메라는 CCD 혹은 CMOS 센서 데이터로부터 색상을 끌어내 각 픽셀 하단에 위치한 포토 다이오드 위에 각 픽셀마다 RGB의 컬러 필터를 위치시켜 이미지 센서를 구성하는 베이어 패턴 필터를 적용한다"면서 "이 시스템은 카메라 렌즈를 통해 들어오는 빛(입사광)을 프리즘을 사용해 최소 3가지(레드, 그린, 블루) 파장 이상으로 분할 시킨 뒤 독립적인 광센서로 하여금 빛을 캡처하고 전문 소프트웨어를 이용해 데이터화 시켜 '슈퍼 해상도' 이미지를 생성한다"고 설명했다.

이 카메라 특허는 2015년 애플이 특허를 출원한 '광 분배기 디지털 카메라(Digital camera with light splitter)'의 확장판이라고 볼 수 있다.

애플인사이더는 "향상된 광 수집 기능 외에도 세 개의 센서 어레이는 편광 촬상(撮像)을 요구하는 상황에서 더 나은 성능을 제공한다"고 평가했다.

애플은 이날 '디스플레이에 광 센서가 통합된 전자 장치(Electronic devices with display-integrated light sensors)'라는 디스플레이 기술도 특허 출원 했다.

애플의 ''디스플레이에 광 센서가 통합된 전자 장치'라는 풀 스크린 디스플레이 특허 (USPTO/appleinsider)

이 특허는 애플이 전면 카메라와 스피커가 위치한 스마트폰 헤드 부분과 홈버튼이 위치한 하단부의 베젤을 없애고 전면에 완전한 풀 스크린을 탑재할 가능성이 높다는 것을 반증한다.

문제는 디스플레이 화면의 이러한 변화가 제조의 관점에서 불필요한 공간을 없애고 세련된 디자인을 적용하는데 유리하지만 기존 핵심 부품의 이동이 불가피하면서 설계상의 고민이 뒤따른다는 점이다.

애플은 특허에서 디스플레이 층에 센서를 적용하는 것을 제안했다. OLED나 LCD에서 디스플레이 스택(stack)의 상층부에 센서를 중첩시키는 방법이다.

몇가지 예시에서 애플은 터치 감도 문제를 해결하기 위해 터치 감지 트레이스의 가장자리를 넘어 장치 디스플레이의 주변 위치에 센서를 탑재한다. 또는 터치 감지층이 맞닿는 OLED 디스플레이의 극단 엣지에 조도 센서(Ambient Light Sensor) 또는 근접 센서(Proximity Sensor)를 배치한다.

모든 디스플레이 및 센서 회로는 유리 또는 플라스틱으로 만들어진 투명한 피막 층에 의해 보호된다.

풀 스크린 터치 엣지 디스플레이가 적용될 것으로 알려진 iPhone8 Rumor

애플인사이더는 "이 특허에 따르면, 센서들은 디스플레이 자체에 적용된다. 이러한 디자인은 불필요한 공간을 줄이고 진체 화면을 디스플레이로 채울 수 있게 될 것"이라고 평가했다.

이미 애플이 아이폰8에서 풀 스크린의 OLED 디스플레이를 적용할 것이라는 소문은 익히 알려진 내용이다. 문제는 어떻게 기술적으로 완성도를 높힐 것인가다.

애플은 지난주 휴대장치의 중첩된 디스플레이 내부에 지문인식 터치 ID 모듈 센서를 탑재하는 기술도 특허 출원했다.

보통의 지문 센서는 직접 터치 방식으로 접촉면이 벌어지면 벌어질수록 인식률이 급격하게 감소한다. 애플은 물리버튼을 아예 없애는 대신 이 문제를 해결하기 위해 정전식 렌즈 적용을 제안 한다.

위치에 따른 전압이나 형태에 따라 사용자의 손가락을 통해 공간의 각 점에 정지하는 단위 전하에 작용하는 힘인 전기장의 전계(電界)가 레이어나 공간으로 전달되는 방식이다.

다만 이러한 풀 스크린 터치 디스플레이 방식은 상단부의 카메라와 통화에 사용되는 이어 스피커 부분이 이동되거나 기존 스마트폰 설계방식을 뛰어넘어야 하는 과제가 주어진다.

이미 디스플레이 내부에 터치 ID 모듈 센서가 이식되고 전후면을 감싸는 베젤리스 OLED 풀 스크린 엣지 디스플레이를 만들 수 있는 기술적인 바탕이 준비되면서 실제 이러한 제품이 나올 수 있을지 기대되고 있다.

최근 삼성전자가 갤럭시노트7 파문 이후 애플의 OLED 풀 스크린 엣지 디스플레이 방식의 설계를 차기작 갤럭시S8에 적용하는 방향으로 선회한 것으로 알려지면서 최초의 풀 스크린 스마트폰 탄생이라는 기록이 누구에게 주어질지 주목되고 있다.