[한장TECH] 3D이미지센서, 자동차 시장을 주력으로 진화

[테크월드뉴스=박예송 기자] 이미지센서는 눈으로 보는 것과 유사한 수준의 정확한 이미지 정보가 요구되면서 2D를 넘어 3D 이미지 구현을 필요로 한다. 자동차 센서는 안전과 직결돼 더 실질적인 이미지를 확인할 수 있는 3D이미지센서가 중요한 역할을 하는데 자율주행의 시대로 접어들면서 그 필요성이 더 커지고 있다.

▶더 실제적인 3D이미지센서

기존 이미지센서는 2D이미지만 구현할 수 있는데 반해 3D이미지센서는 사물까지의 거리(심도)를 측정함으로써 더 정밀하게 물체나 동작을 인식해 이를 3D이미지로 구현한다. 3D이미지센서는 직접 확인이 어려운 부분까지 센서를 통해 가시적으로 보여줌으로써 편의성을 확보할 수 있다. 현재 3D이미지센서 시장에서는 모바일 분야가 큰 비중을 차지하고 있다. 스마트폰에는 자동초점, 근접감지 등의 기능을 구현하기 위해 이미 2010년 초반부터 3D이미지센서가 활용됐다.

욜디벨롭먼트에 따르면 전체 3D 이미지센서 시장은 2022년 약 82억 달러(약 11조 원)에서 2028년까지 172억 달러(약 22조 원)로 두 배 이상 성장할 것으로 예상된다. 다만 가장 큰 비중을 차지하던 모바일 시장은 전체 시장의 성장률보다 낮은 수치인 6.5%의 연평균 성장률이 예측되면서 더딘 모습을 보이고 있다.

반면 자동차 시장에서는 자율주행 및 신에너지 차량의 추세에 힙입어 ADAS LiDAR와 차량 내 센싱 분야에서 괄목할 만한 성장을 이룰 것으로 보인다. 자동차 분야 3D이미지센서 시장은 2022년 6억 달러(8000억 원)에서 2028년 46억 달러(6조 원)까지 연평균 성장률 38.5%에 달할 것으로 예측했다.

▶자동차 센서로써의 기능 커져

3D이미지센서에 쓰이는 ToF(Time of Flight) 방식은 반사되는 적외선을 이용해 3D를 인식하는 기술로 수십 혹은 수백 미터 이상 떨어진 물체와의 거리도 측정할 수 있다. 이러한 ToF 기술을 기반으로 3D이미지센서는 자동차의 차량 내부 모니터링, 라이다(LiDAR) 등에 핵심적으로 사용될 것으로 보인다.

차량 내부 모니터링 기능에 쓰이는 3D이미지센서는 차량 내 다양한 소비자 애플리케이션 사용을 자동화하고 안전하고 편리하게 만들기 위해 차량 안전 모니터링 및 제스처 제어에 사용된다. 탑승자를 구분하고 사전에 설정된 값에 따라 좌석 위치, 미러, 에어백 터지는 힘 등을 조정한다. 자율주행차에서 사용자 얼굴 인식이나 동작 인식 등에 적용이 가능해 인포테인먼트, 내비게이션, HVAC시스템을 터치하지 않고도 동작으로 제어할 수 있다. 또한 피로도, 심박수, 음주여부 등 운전자 상태를 포착하고 그 정보를 ADAS 시스템으로 전달해 운전자의 주행을 보조한다.

자율주행용 LiDAR 센서는 서로 떨어져 있는 물체를 구분하는 기능과 함께 정밀한 3D 이미지를 제공해 자율주행 기술의 핵심 요소로 각광받고 있다. 현재까지 개발된 차량용 LiDAR 센서는 대부분 모터를 사용한 기계식 스캔 방식으로 크기가 매우 크고 가격이 비싸 양산 및 상용화에는 부적합하다는 평가를 받고 있다.

이에 중장거리 측정이 가능하고 센서 크기를 소형화 할 수 있는데다 가격 측면에서도 이점이 있는 ToF 기반 LiDAR 센서 개발에 대한 요구가 커지고 있다. 원근감을 인식할 수 있어 보행자를 인식하는 긴급자동제동(AEB) 기능 구현에 필수적이다. 보행자의 존재여부와 자동차와 거리까지 인식해 사고 발생을 예측하고 제어할 수 있다. 또한 차간 거리를 인식해 정속 주행을 유지하는 등 전반적인 교통 상황을 판단한다. 욜디벨롭먼트는 2024년부터 자율주행자동차용 LiDAR 센서가 3D이미지센서 시장 성장의 주 원동력이 될 것이라고 전망했다.