센서의 전성시대! 모바일까지 적용범위 확대!

▒ 센서 기술의 발전과 그로 인한 저가격화는 센서의 적용 범위를 빠르게 확장시키고 있다. 특히 터치 센서와 가속도 센서 등이 휴대폰을 비롯한 모바일 기기에 본격 적용되면서 인터페이스와 디스플레이 성능 향상의 원동력이 되고 있다. 
 

최근 출시되고 있는 휴대폰 신제품을 통해 살펴본 올해 휴대폰 시장의 주요 동향 중 하나는 '터치패널의 적용’이다. LG전자의 '프라다폰’을 시작으로 터치 패널 방식을 적용한 다양한 휴대폰이 이미 출시되었거나 출시를 앞두고 있는 상태이다.
특히 출시 전부터 큰 기대를 모으고 있는 애플의 첫번째 휴대폰 '아이폰’의 경우 프라다폰과 함께 터치 패널을 통한 입력 방식만을 제공하고 있어, 과연 터치 패널을 이용한 인터페이스 방식이 휴대폰의 대세로 자리잡을 수 있을 것인가에 많은 관심이 쏠리고 있다.

 

◈ 터치 센서가 시발점

LG전자의 '초콜릿폰’으로 유명세를 타기 시작한 터치 방식의 휴대폰은 기계식 버튼이 메인 입력 방식을 구성하고 일부에 터치 패드를 도입하던 방식에서 벗어나 프라다폰이나 아이폰처럼 '전면 터치패널'을 채택하는 추세로 바뀌고 있다. 이처럼 키패드가 사라지면 휴대폰은 더욱 심플한 디자인과 함께 넓은 LCD를 가질 수 있게 되며 자연스럽게 다양한 UI(User Interface)를 적용할 수 있다.

하지만 터치 센서를 적용한 휴대폰은 의도하지 않은 상황에서 버튼이 눌러지거나, 방향 버튼이 잘못 입력되는 등 오작동이 많다는 게 가장 큰 단점으로 지적된다. 실제로 국내 모바일 커뮤니티 세티즌에서 실시한 설문조사 결과를 보면 이 같은 소비자들의 반응을 확인할 수 있다. 총 1천4백21명이 참여한 설문 결과에 따르면 '터치패널 폰’을 선호하지 않는다는 의견이 62.77%로, 선호한다는 의견인 37.23%보다 훨씬 높게 나타났다.

터치폰이라는 신개념의 인터페이스를 선보인 초콜릿폰, 그리고 그와 유사한 기능의 여러 휴대폰들이 버튼 조작성 및 오작동 문제 등으로 인해 부정적인 평가를 받고 있는 것이다. 결국 이와 같은 기술적, 감성적 문제의 해결 과정에 따라 터치 방식의 인터페이스는 그 성공과 실패 여부가 좌우될 것으로 보인다.

'터치 패널이 휴대폰의 메인 트렌드로 자리잡을 수 있을 것인가’라는 의문점은 관련 업체들의 동향을 살펴본다면 풀릴 수도 있을 것 같다. 다양한 업체들이 자사의 센서 기술에 바탕한 제품을 선보이면서 시장에서 경쟁하는 중이다. LG전자의 초코릿폰은 기존의 기계식 버튼을 대체할 터치 센서 기술로 싸이프레스의 터치 센서 디바이스를 채택하고 있다.

 

 

◈ 치열한 기술 경쟁

싸이프레스의 캡센스(CapSense) 기술 기반 PsoC 혼합신호 어레이는 초콜릿폰에서 스크롤 기능을 가진 9개 버튼을 포함한 커패시티브 터치 기반의 전면 패널을 구현하는데 사용됐다. 싸이프레스의 캡센스 디바이스는 프라다폰 외에도 LG전자의 소비가전과 HP의 노트북 PC 등에 공급됐다.
특히 싸이프레스는 최근 기존 제품의 동작 신뢰성과 저전력 성능을 강화한 2가지의 PSoC 캡센스 솔루션을 발표했다. 새로운 방식의 하나인 CSD(CapSense Sigma-Delta Modulator) 모듈은 습기와 온도에 대한 우수한 작동 성능을 가지고 있다. 또 하나의 방식인 CSA(CapSense Successive Approximation) 모듈은 모바일 애플리케이션용으로 45배 향상된 간섭 면역성과 60% 낮은 전력소모 기능을 제공한다.

 

최근 출시된 LG전자 프라다폰에는 조금 다른 방식의 터치센서가 적용된 것으로 알려졌다. 기계식 입력 버튼을 대체하는 정도가 아니라 멀티터치 기술이 가능한 터치 스크린 기술로 대체된 것이다. 여기에는 기존 노트북 PC용 터치센서 분야에서 두각을 나타내고 있는 시넵틱스(Synaptics)의 터치 센서 솔루션이 공급된 것으로 알려져 있다. 또한 애플의 아이폰에도 아날로그 입력 키를 대체하는 것을 넘어서 다양한 UI를 지원하기 위한 입력 방식으로 멀티터치가 가능한 터치 스크린 기술이 적용되었다.

지난해 말 삼성전자는 터치스크린용 DDI(Display Driver IC)를 발표했는데, 이 제품은 터치 스크린 기능을 내장한 LCD 패널을 구동한다. 이에 앞서 삼성전자 LCD 사업부는 LCD 모듈 자체에 터치스크린 기능을 내장한 LCD 패널 제품도 선보인 바 있다.

이들 제품을 조합하면 삼성전자는 터치 스크린 기능이 내장된 LCD 패널 완제품을 만들 수 있다. 이 같은 움직임은 향후 PDA, 내비게이션, DMB, PMP 뿐 아니라 휴대폰 등 초소형 모바일 제품까지 터치스크린 기능이 확산될 경우에 대비하기 위한 포석으로 보인다.

 

 

삼성전자 시스템LSI 사업부 이명희 상무는 "터치 스크린용 DDI를 터치 센서 내장형 LCD와 함께 사용하면 초슬림형 모바일 기기에도 터치 스크린을 사용할 수 있게 될 것"이라고 언급하기도 했다.
최신 휴대폰이 채택하고 있는 또 다른 센서 기술 중 하나는 '동작 인식’이다. 올해 초 KTFT가 선보인 'EVER 360(EV-KD370)’ 모델은 동작인식 센서를 내장하여, 휴대폰을 기울이면 디스플레이에 보이는 화면이 자동으로 움직여 언제나 정상적인 화면을 볼 수 있다. 또한 출시가 임박한 애플의 아이폰의 경우에도 동작인식 센서를 적용하여 피벗팅(Pivoting)으로 불리는 화면 회전 기능을 제공한다.
가속도 센서와 각속도 센서 등을 적용하면 화면 회전 기능 이외에도 동작 인식을 통한 다양한 애플리케이션을 선보일 수 있다.

 

◈ 동작인식 센서도 가세

이들 센서 제품은 그간 자동차의 에어벡이나 노트북용 HDD 등에 주로 적용되어 왔으나 MEMS 기술의 발전에 힘입어 더욱 민감한 성능과 소형화, 저가격화를 이루었다. 시장조사 업체인 본 리서치(Born Research)의 발표에 따르면 동작인식 센서 시장은 제품 가격이 떨어지면서 비디오 게임기와 소비가전, 휴대폰 등에 탑재되고 있으며, 특히 지난해에는 약 9억5천만 달러의 시장 규모를 기록하면서 빠르게 성장하는 것으로 나타났다.

이처럼 시장이 커지면서 ST마이크로일렉트로닉스와 아나로그디바이스, 프리스케일, 히타치와 카이오닉스 등의 업체들 간 경쟁도 한층 가열되고 있다. 이중에서도 ST마이크로와 히타치, 카이오닉스 등은 가전 및 노트북 제품용에 적합한 Low-G 제품에 강세를 보여왔으며, 다수의 게임기 콘솔과 휴대폰 모델에 적용되었다. ST마이크로의 경우 닌텐도의 게임기 '위(Wii)’에 자사의 MEMS 기반 가속도 센서를 공급하였으며, 다수의 노키아 휴대폰 모델에도 채택되었다.
ST마이크로 코리아의 온윤상 과장은 "사실 동작인식 센서를 바탕으로 한 다양한 콘텐츠들은 수년 전부터 구현이 가능한 기술이었으며, 출시된 휴대폰 모델도 다수"라면서, "그간 출시된 동작인식 모델과 서비스가 빛을 보지 못한 것은 사용자들의 호응을 얻지 못했기 때문"이라고 설명했다.
아나로그디바이스와 프리스케일의 경우는 자동차용 가속도 센서 제품에서 얻은 높은 신뢰성과 안정성을 바탕으로 소비가전 및 모바일 기기 시장을 공략하고 있다. 역시 닌텐도 게임기 위(Wii)에 자이로 센서를 공급한 아나로그디바이스는 관련 매출이 지난해 6% 늘었으며 올해도 두 자리 수 성장을 낙관하고 있다.

 

프리스케일은 G-센서와 E-필드로 명명한 센서 제품군을 공급하고 있는데, 이들 제품군은 가전기기와 모바일 기기 등에 채택이 늘어나면서, 점차 시장 규모가 커지고 있다는 평가다. 프리스케일의 E-필드 센서의 경우 무접점 키패드 또는 모바일 기기의 터치식 휠키(Wheel Key) 등에 적합하도록 20개 이상의 동작점을 인식하며, 높은 동작 신뢰성을 제공한다.

프리스케일은 특히 자사의 센서 제품의 높은 신뢰성을 강조하고 있다. 프리스케일 코리아의 최영한 부장은 "프리스케일의 센서 제품은 오토모티브 애플리케이션에서 이미 검증받은 신뢰성과 성능을 보장한다"면서, "여기에 저전력 및 소형화 특징을 가미하여 모바일 기기에 최적화된 제품을 공급하고 있다"고 강조했다.
프리스케일의 센서 제품은 신뢰성과 소형화를 위해서 자사의 독특한 패키징 기술을 적용했다. 기존 모바일 기기에 적용되는 센서들이 채택하고 있는 BGA(Ball Grid Array)보다 더 낮은 패키지 높이와 실장 안정성을 보장한다는 LGA(Land Grid Array)는 플립칩 방식에서 사용되는 범프의 형상을 변화시킨 것이다. 특히 프리스케일의 센서 제품은 모토로라의 휴대폰 제품에 채택된 것으로 알려져 있지만 국내 대기업들과의 관계로 인해 공식적으로 발표하고 있지는 않다.
 
<출처> 니케이 일렉트로닉스 아시아