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DVD 캠코더의 등장, 테이프 시대의 종말을 고한다

8cm 디스크를 사용하는 가정용 DVD 캠코더의 진화는 ‘현재 진행형’이다. 이는 주로 크기와 무게의 소형화 및 경량화로 두드러지는데 최근 크기는 기존 모델의 반으로, 무게는 약 30% 정도 줄어든 제품이 선보였다. 앞으로 DVD 캠코더는 기존 시장을 장악하고 있는 DV 캠코더와 자웅을 겨룰 것으로 보인다.



일본에서 가정용 DV(Digital Video) 캠코더가 처음 선보인 지 8년이 지났다. 일본에서 연간 전체 캠코더 출하량의 90%에 해당하는 1백 30만~1백 40만대의 제품이 마그네틱 테이프를 정보 저장 매체로 사용하는 DV 제품이다. 고된 노력 끝에 개발된 DV는 수출 규모가 가파른 신장세를 나타내고 있는데 2002년에는 전세계 수출량의 절반 이상이 DV였을 정도다.
그러나 DV가 이처럼 고속 성장을 거듭하고 있는 동안 새로운 개발품이 DV 캠코더의 위상을 위협하고 있다. 캠코더를 제외한 다른 모든 가정용 AV(Audio-Visual) 기기에서 마그네틱 테이프가 사라지는 추세가 생겨난 것이다. 음악 분야에서 마그네틱 테이프가 플래시 EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)이나 광디스크로 대체된 지는 이미 오래다. 이러한 추세는 일반 가정용 비디오 레코딩 기기에서도 확인된다. 내장형 하드 디스크 드라이브를 탑재한 DVD(Digital VideoDisk)는 지난 6개월 동안 비약적인 발전을 거듭했다.
대량 생산 기기 중 마그네틱 테이프를 사용하는 AV 제품으로는 캠코더가 유일하다.
광디스크, 하드 디스크, 반도체 메모리 등과 같이 랜덤 액세스를 지원하는 기록 매체는 특수 재생이나 편집 작업을 단순화하기 때문에 AV 장비 사용의 편리성을 더욱 증대시키고 있다. AV 장비 제조업체들은 캠코더 업계에서 테이프가 결국 사라질 것이라는 데에 공통된 인식을 나타내고 있지만 그 자리를 하드 디스크나 플래시 EEPROM, 또는 광디스크가 대신할지는 아직 의문이다.

콤팩트 DVD 캠코더
몇몇 비디오 카메라 제조업체들은 미니 DV 테이프를 대체할 기록 매체와 관련하여 향후 벌어질 전쟁에서 승리하기 위한 작업들을 일찌감치 준비해 오고 있다. 일본의 히타치와 마쯔시타 전기 인더스트리얼은 새로운 모델을 합작개발하였으며, 제품은 각 업체별로 출시할 계획이라고 지난 2월 발표했다.
주목할 만한 사항은 이 모델이 타 제품에 비해 더욱 작아지고 가벼워졌다는 것이다. 크기는 57×89×134mm로 타 제품의 절반에 불과하며, 무게도 약 30% 정도 줄었다. 기존 DVD 캠코더 사용자의 가장 큰 불만인 크기 문제를 해소하려는 듯, 이 제품은 그림 1과 같이 캠코더 중 가장 작은 크기를 나타낸다. 캠코더 시장에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 일본의 소니가 DVD 캠코더 분야에 뛰어들겠다고 선언하였으며, 업계의 많은 관계자들은 이처럼 계속해서 크기가 줄어든다면 캠코더에서 테이프가 완전히 사라지는 데에 레코딩 DVD가 핵심적인 역할을 하게 될 것이라고 내다보고 있다.

가전 DVD 제품의 현황
레코딩 가능한 DVD를 활용하면 일반 가정에서도 특별한 장비 없이 이미지를 볼 수 있다. 이는 플래시 EEPROM이나 하드 디스크와 비교했을 때 레코딩 가능한 DVD가 갖는 가장 큰 장점이다. JEITA (Japan Electronics and Information Technology Industries Association)에 의하면 2002년 일본의 가정용 DVD 레코더 및 플레이어의 내수 물량은 3백만대를 넘어서 전년 대비 2배의 증가세를 나타냈으며, 이러한 추세는 2003년도에도 계속될 것이라 한다. DVD 캠코더로 저장한 영상은 거의 모든 DVD 플레이어나 레코더 또는 개인용 컴퓨터의 DVD 드라이브에서 재생할 수 있다.
단일 8cm 크기의 레코딩 가능한 DVD 디스크의 시중 가격은 현재 약?간 더 크게 떨어질 것이다. 가전 DVD 레코더의 치솟는 인기를 실감한 광디스크 제조업체들은 레코딩 가능한 DVD 디스크의 생산을 늘리기 위해 서두르고 있다. 일본의 히타치-맥스웰의 관계자에 따르면 “8cm 크기의 레코딩 가능한 DVD 디스크는 생산 공정이 12cm 디스크와 거의 똑같다. 이는 12cm때와 같은 방식으로 가격을 낮출 수 있다는 것을 의미한다.”고 말했다. 앞으로 이러한 디스크들이 현재의 CD-R(Compact Disc-Recordable)이나 CD-RW(Compact Disc-Rewritable)처럼 100엔 미만으로 떨어질 것은 그리 놀라운 일이 아니다.
DVD 캠코더의 성패는 DV 캠코더보다 얼마나 작고 가볍게 만드느냐에 달려있다고 업계의 많은 엔지니어들은 믿고 있다. 여성 캠코더 사용자가 갈수록 늘어나면서 더 작고 가벼운 제품에 대한 요구는 점점 더 커지고 있다.
소니는 캠코더의 크기가 이미 가장 작은 한계까지 왔으며, 이에 비해 DVD 캠코더는 아직 더욱 작고 가볍게 만들 수 있는 여지가 많다고 분석하고 있다. 광디스크 드라이브를 마그네틱 테이프 드라이브보다 얇게 만드는 것은 아주 쉬운 일이며, 이는 DVD 캠코더 소형화에 있어서 핵심적인 요소이다.

더욱 작고 가벼워진 디자인
히타치와 마쯔시타 전기 인더스트리얼이 합작 개발한 DVD 캠코더의 주요 특징은 크기와 무게에서 찾을 수 있는데 특히 카메라의 폭을 57mm로 대폭 줄였다.(그림 2) 종전 모델에서는 폭이 88mm로 이 보다 약 31mm가 더 컸다. 광 픽업, 영상 처리 IC와 그 외 주요 부품은 거의 동일하다. 크기가 줄어든 주된 이유는 디스크 드라이브와 영상 처리용 및 그 외 회로의 PCB 수가 줄었기 때문이다.
디스크 드라이브에서 서보를 구동하는 PCB의 위치와 다른 회로의 위치를 조정함으로써 디스크 드라이브를 종전 모델에 비해 약 8.7mm 얇은 20.6mm로 설계했다. 종전에 1장의 PCB를 2장으로 나눠 디스크 드라이브 안에 넣었다.
영상 처리용 및 다른 회로의 PCB 수를 줄인 것도 크기를 축소시키는 데 한몫 했다. PCB 보드 기술의 발전으로 인해 밀도가 훨씬 증가하여 보드의 수를 3개에서 2개로 줄였으며, 보드 자체 두께도 종전의 절반 수준인 9mm정도로 낮아졌다. 칩 자체 크기에 불과한 6 CSP(Chip Scale Package)를 채용하여 크기도 줄였다. 칩을 적층하는 MCP(Multi Chip Package)를 활용한 것도 크기를 줄인 또 다른 비결이 되었다. 부품의 간격은 기존 0.4mm에서 0.3mm로 0.1mm 줄였으며, 이러한 기술들로 인해 전체 PCB의 크기가 30%가량 감소되었다.
기존의 사각형 DVD 카트리지를 원형으로 교체함으로써 두께 이상으로 높이와 폭을 줄였다. 각 모서리는 없앴고 크기는 디스크 자체와 거의 동일하게 되었으며, 부피도 약 40%가량 줄었다. 위의 감소된 수치와 앞서 언급한 새로운 카트리지를 사용하여 드라이브 크기는 전체적으로 약 30% 감소한 139cm2으로 줄었다.

열처리 문제
크기가 작아지면 제품의 케이스 내부에 밀도가 증가해 열 발생 문제가 야기된다. DVD 캠코더는 2개의 주요한 열 발생 요소를 갖고 있는데 하나는 MPEG2(Moving Picture Coding Experts Group Phase2) 코덱이고 다른 하나는 광 픽업 내부의 레이저 다이오드다. 설계 초기단계에서부터 FEM(Finite Element Method) 열 분석 툴과 반복된 시뮬레이션을 통해 발생한 열을 효과적으로 분산시켰다.
최종 설계 제품에는 영상 처리 IC와 디스크 드라이브를 분리하는 장벽이 있어서 IC에서 발생한 열이 광 픽업으로 전달되는 것을 차단하는데 이는 열이 증가하면 레이저 다이오드의 성능이 떨어지기 때문이다. 장벽은 열 전도 계수가 매우 높은 구리 판이다. IC에서 발생한 열은 구리 판을 타고 케이스 밖으로 방출되어서 내부의 높은 열과 케이스의 특정한 위치가 매우 뜨거워지는 것을 막는 역할을 한다.

디스크 자켓의 크기
현재 콤팩트 DVD 캠코더는 경쟁 제품인 플래시 EEPROM과 하드 디스크를 채택발을 디딘 상태 정도로 볼 수 있다. 현재 존재하는 가장 큰 장애물은 아무래도 8cm 디스크 매체이다.
만약 현재의 캠코더 VCR(Video Cassette Recorder) 설계 기술을 기본으로 한다면 8cm 직경은 휴대성에 매우 큰 장애물이라 할 수 있다.
일본 마쯔시타 전기 인더스트리얼의 파나소닉 AVC사, AVC 네트워크 사업 그룹 내 퍼스널 AV 사업부의 아키히로 나카타니(Akihiro Nakatani)는 “DVD 디스크 제품의 소형화에는 분명히 한계가 존재하지만 그 한계에 가깝도록 작게 만드는 것만으로도 비디오 카메라의 완전한 혁명이라 할 수 있다.”고 밝혔다. 예컨대 몇몇 휴드폰에는 LCD 패널과 드라이브 사이에 광 시스템을 삽입하여 디지털 카메라에서 볼 수 있는 것 같은 광 정보를 읽어내는 회전 실장을 사용하는 것이 가능할 것이다.(그림 3)
이러한 새로운 설계를 구현하기 위해서는 전체 캠코더의 크기를 DVD 디스크의 크기에 가깝도록 줄이기 위해 디스크 드라이브의 크기를 최소화해야 한다. 적절한 예로서 MD(MiniDisc) 드라이브를 들 수 있다. 이 디스크는 직경이 65mm인데 현재 출시된 가장 작은 플레이 전용 드라이브는 약 81.9×72.2×9.9mm로 거의 디스크 자켓 크기이다. 여기에 레코딩 기능을 추가하면 두께는 약 1.5배 정도 늘어나며, 최종적인 DVD 캠코더의 크기는 약 120×100×25mm가 될 것이다. 이 수치는 매우 작고 얇은 광 시스템과 LCD 패널을 사용한다는 전제 하에 궁극적인 드라이브의 자켓 크기(약 98mm)가 된다.

크기에 대한 도전
앞에서 언급한 것과 같은 크기 구현이 과연 2~3년 안에 가능할까. 이를 실현하는 데에는 (1) 더욱 얇은 디스크 드라이브 (2) 더욱 좁은 광 시스템 (3) 충전 배터리의 부피의 감소가 요구된다.
(1)에서 지적한 드라이브의 크기는 두께를 제외하면 이미 최소치에 도달해 있다. 히타치- 마쯔시타 합작사에서 최근 출시한 제품의 드라이브 크기는 75×97×20.6mm로 이보다 더 작은 크기를 구현하려면 광 픽업의 개선이 요구된다. 노트북 PC용 12cm 디스크의 레코더블 DVD 드라이브의 크기는 9.5mm로 줄어든 상태이다. 만약 이러한 제품의 광 픽업 기술이 DVD 캠코더에 적용된다면 목표했던 두께도 곧 달성될 것이다.
(2) 광 시스템에는 더욱 작은 CCD (Charge Coupled Device) 영상 장치가 필요하다. 광 시스템에는 CCD 영상 장치 및 렌즈를 포함한 광 모듈과 작은 LCD 패널 및 렌즈를 포함한 파인더가 필요하다. 만약 영상 장치가 더욱 작아진다면 광 모듈 렌즈의 크기 역시 줄어들 수 있다. 이는 초점 거리를 줄일 것이고 이에 따라 렌즈와 영상 장치간의 거리도 줄일 수 있다.
CCD 영상장치 및 렌즈를 더욱 소형화하기 위해서는 영상 장치의 감도, 또는 렌즈의 해상도 및 공정의 정확도를 올리기 위한 기술 개발이 요구되는데 이는 현재의 캠코더에도 똑같이 요구되는 사항이다. 현재 캠코더에 적용된 최신 기술은 DVD 캠코더에도 적용할 수 있으며, 두께를 25mm로 줄이는데도 문제가 없을 것이다. 현재 히타치와 마쯔시타에서 공동 개발한 DVD 캠코더는 4분의 1인치 CCD 영상 장치를 사용하는데 반해 마쯔시타와 캐논이 공동 개발한 기존의 캠코더는 6분의 1인치 영상 장치를 사용하고 있으며, 만약 이 영상 장치를 DVD 모델에 적용한다면 당연히 광 모듈의 크기가 줄어들 것이다.

전력, 배터리 크기
(3) 충전 배터리의 부피 감소를 위해서는 캠코더의 전력 소모 감소가 선행되어야 한다. 저전력 동작은 열 발생량의 감소를 의미한다. 이로써 제품의 레이아웃 조건도 훨씬 완화되며, 결국 제품 크기의 감소로 이어질 수 있다.
히타치-마쯔시타 DVD 캠코더는 LCD 모니터를 사용하지 않아도 약 4.7W의 전력을 소모한다. 현재 연속 동작 표준 시간인 2시간 25분을 만족하기 위해서는 45cm3(3.6×3.0×4.25cm)의 부피의 리튬 이온 배터리가 필요하다. DVD 캠코더가 궁극적인 목표 크기에 이르려면 배터리 부피가 약 32cm3(8×8×0.5cm)가 되어 LCD 모니터 뒤로 배터리를 숨길 수 있어야만 한다.
현재 마쯔시타 전기의 NV-GS50K와 같은 캠코더는 약 2.1W를 소모하는데 이는 2.5~3.9W를 소모하는 경쟁 제품에 비해 훨씬 적은 수치이다. NV-GS50K의 충전 배터리 크기는 25cm3이지만 DVD 캠코더와 동일한 연속 재생 시간을 갖고 있다.
마쯔시타 전기의 파나소닉 AVC 사, AVC 네트워크 사업 그룹 내 AV 기술 센터 제품 개발 3부 PE 7 팀의 나루오 요시카와(Naruo Yoshikawa) 팀장은 “DV 캠코더의 전력 소모 수준으로 내리기는 힘들다.”고 말했다. 히타치도 노트북 PC의 레코더블 DVD 드라이브가 전력 소모 감소 기술을 이끌 것으로 예상하고 있다.


PCB 역시 자켓 크기(98mm의 정사각형)로 크기가 줄어야 하는데 여기에는 큰 문제가 없을 것으로 보인다. 마쯔시타 NV-GS50K는 영상 처리에 필요한 모든 회로를 93.3cm2 크기의 1개의 PCB로 통합하였다. 히타치의 관계자는 “기존의 DV와 DVD MPEG-2 캠코더는 거의 동일한 수의 부품을 사용할 것”이라고 밝혔는데 이는 DVD 모델이 이와 유사한 크기로 만들어질 수 있음을 의미한다. 보드 크기에서 각종 부품이 차지하는 밀도를 백분율로 나타내는 실장 밀도는 이미 90%를 넘었으며, 소니에 의하면 미래에는 여러 부품들이 PCB내부로 집적될 것이라고 한다. 다시 말해, 이는 크기를 더 줄일 수 있는 기술이 이미 마련되어있다는 것을 의미한다.