“카메라 기술, 4차 산업혁명 기반”

과학기술

“카메라 기술, 4차 산업혁명 기반”
자율주행, 증강현실, AI 물류 시스템 기반 기술

2017.11.29 09:57 김은영 객원기자

카메라 모듈 기술이 4차 산업혁명의 기반 기술로 떠올랐다. 얼핏 생각하면 카메라와 4차 산업혁명과 어떤 관계가 있을까 의아할 수 있다. 카메라를 이루는 렌즈와 렌즈를 활용한 각종 기술들이 사물인터넷(IoT), 송수신 응용기술, 증강현실, 자율주행 기능과 융합되어 응용되면서 성장할 것으로 전망되고 있다.

카메라 모듈 기술은 구글 글래스와 같은 증강현실 영역에서도 큰 영향력을 발휘한다. ⓒ Wikimedia Commons

카메라 기술은 구글 글래스와 같은 증강현실 영역에서도 큰 영향력을 발휘한다. ⓒ Wikimedia Commons

이와 같은 연구결과는 28일 서울 삼성동 코엑스 E홀에서 열린 ‘4차 산업혁명, 기술사업화 및 투자연계 포럼’에 참석한 서울과학기술대학교 연구팀에 의해 자세히 다루어졌다.

이 날 포럼에서 박근 서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과 교수는 “카메라 모듈은 스마트폰과 결합되고, 자율주행 자동차용 카메라 렌즈로, 증강현실(AR)을 이루는 렌즈로 발전되고 있다”고 분석한 후 “앞으로 카메라가 고화소화, 고기능화, 다기능화 모듈로 발전하면서 각종 첨단산업의 근간으로 성장할 것”이라고 전망했다.

핵심 첨단 산업 속 다양한 분야에 활용되는 카메라 모듈 기술

서울과학기술대학교 연구팀은 카메라 모듈 기술을 활용한 다양한 기술들을 분석하고 연구결과를 공유했다. 먼저 차재상 서울과학기술대학교 전자IT미디어공학과 교수는 ‘인공지능형 카메라와 Cloud망 Connected 카메라를 활용한 Light Things 기반 VLC 송수신 응용기술’을 선보였다.

여기서 ‘Light Things’란 조명, LED 모듈, 사이니지, LED/LCD 디스플레이, 모니터, 교통신호 등 언제 어디서나 존재하는 다양한 광원을 의미한다. ‘Light Things 기반 VLC 송수신 응용기술’은 이러한 다양한 광원에서의 빛의 파장, 예를 들면 가시광(Visible Light, VL)이나 적외선(Infrared Ray, IR) 등을 이용하여 무선 통신기능을 부가하는 새로운 무선 통신기술이다.

28일 서울 삼성동 코엑스에서는 과학기술정보통신부와 중소벤처기업부가 주최하고 서울과학기술대학교 산학협력단과 한국기술벤처재단 등이 공동주관한 ‘4차 산업혁명, 기술사업화 및 투자연계 포럼’이 개최되었다. ⓒ 김은영/ ScienceTimes

‘Light Things 기반 VLC 송수신 응용기술’은 일상생활에서 흔히 발견되는 다양한 광원을 이용가능하기 때문에 가시광 스펙트럼이 제공하는 새로운 방대한 대역폭을 보유할 수 있어 RF대역의 주파수 포화문제를 해결할 수 있다. 차재상 교수는 “때문에 ‘Light Things’ 기방의 LBS, 사이니지(Signage) 및 광고 방송 서비스, 지능형 차량이나 자율주행차량의 안전과 실시간 정보통신을 지원하는 V2V(Vehicle-to-Vehicle) 서비스, 교통, 병원의료 지원 서비스 등 다양한 응용서비스가 가능하다”고 밝혔다.

이 기술들은 4차 산업혁명의 핵심기술들과 연계되어 다양한 기능을 발휘할 수 있다. ‘가시광 통신 응용기술’은 여러 LED 패턴과 조명을 스마트 디바이스 이미지센서(카메라 모듈)를 통해 다양한 정보를 획득할 수 있게 해준다. 예를 들면 LED 컬러나 Tag를 통한 정보 인식, 경보, URL 연결서비스 등이 가능하다.

‘영상 오브젝트 트래킹 기술’은 멀티콥터캠을 통해 객체를 촬영하며 스마트 디바이스에 전송을 가능하게 해주고 전송된 영상을 다시 PC 기반 오브젝트 트래킹을 이용해 방향추적이 가능하게 할 수 있다.

사물인터넷(IoT)와도 자연스럽게 확장 연결된다. 관련 기술을 응용한 ‘시설물 IoT 및 컴퓨터 비전 알고리즘 융합형 응용기술’은 다양한 시설물에 설치되어 있는 사물인터넷과 융합되어 연결된다. 예를 들면 CC-TV나 웹캠 등에 컴퓨터 비전 알고리즘을 융합하여 인증 및 검출, 사용자 감응형 인터렉티브 기능 등 다양한 응용기술을 구현할 수 있다.

차재상 교수는 “지게차 등 물류를 이용하는 시스템에서 많은 사망자들이 발생하고 있다”며 앞으로 해당 기술로 물류 식별 및 물류 이동 감지가 가능한 물류 시스템 솔루션을 만들어 안전한 환경을 만드는 것이 기술의 목표라고 밝혔다.

차재상 교수가 Light Things 기반으로 한 다양한 카메라 모듈 응용기술들을 설명하고 있다. ⓒ 김은영/ ScienceTimes

더 작고 얇게, 초소·초박형 렌즈 사출 기술도 중요

박근 서울과학기술대학교 공과대학 기계시스템디자인공학과 교수는 ‘폰 카메라 렌즈 하이 서클(High Cycle) 성형 기술’의 연구결과를 공유했다.

박 교수는 금형을 중심으로 기술 개요를 설명했다. 박근 교수 연구팀이 특허를 낸 ‘폰 카메라 렌즈 하이 서클(High Cycle) 성형 기술’은 기존 휴대폰용 광학렌즈 사출성형의 단점을 보완한 기술이다.

이 기술의 특징은 3단 금형 구조를 채택한 ‘핫 러너(Hot Runner)’ 금형 방식으로 냉각시간의 획기적인 단축이 일어나 생산성을 향상시키는 효과가 있다. 또 유동거리 단축에 따른 성형특성 향상이 가능하다. 박근 교수는 “성형을 끝까지 유지하려면 큰 압력이 필요하고 압력으로 인해 불량이 나올 수 있는데 그러한 점을 획기적으로 개선하는 효과가 날 것”으로 기대했다.

기술이 먼저 적용될 분야는 스마트폰이다. 후면 듀얼카메라 장착은 물론 전면 카메라의 고화소화와 같은 품질 향상에 기여할 것으로 예상된다. 박근 교수는 자율주행 자동차에 들어가는 초소형 렌즈에도 이와 같은 기술에 대한 많은 수요가 있을 것으로 전망했다.

IHS와 미래에셋대우 리서치센터의 조사결과에 따르면 카메라 모듈 시장은 2014년에 210억 달러 수준으로, 오는 2020년까지 약 16.8%의 높은 연평균 성장을 보일 것으로 나타났다. 카메라 모듈 시장의 급성장의 배경으로는 스마트폰, 자율주행차, 증강기술, 물류 시스템에 들어가는 카메라 렌즈의 고화소화, 다기능화, 고기능화, 다양화가 성장동력으로 지목되었다.

카메라 모듈 기술은 일상에서 활용도가 무궁무진하다. 구글의 AR글라스 렌즈와 같이 증강현실(AR)에 활용되는 부분도 클 것으로 보인다. 차재상 교수는 “증강현실(AR) 글라스는 카메라 렌즈가 주요한 역할을 한다”고 설명하며 “AR 글라스와 같이 카메라 모듈기술을 다양한 광원과 결합하면 새로운 영역을 개척할 수 있다”고 조언했다.

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