자율차 `눈` 역할… 3차원 영상센서 칩 나왔다

박효훈 KAIST 교수팀 공동 연구
국내 연구진이 자율주행차나 드론, 로봇 등의 '눈' 역할을 하는 3차원 영상 센서의 핵심 칩을 개발했다. 앞으로 이 칩을 탑재해 스마트폰에 장착해 얼굴인식과 AR(증강현실) 서비스 등 다양한 분야에 활용할 계획이다.

KAIST는 박효훈 교수(전기및전자공학과) 연구팀이 나노종합기술원과 공동으로 3차원 영상 센서의 핵심 기술인 '실리콘 기반 광위상배열(OPA) 칩'을 개발했다고 22일 밝혔다.

3차원 영상 센서는 사진 등의 2차원 이미지에 입체감을 주는 거리정보를 추가해 3차원 이미지로 인식하도록 돕는다. 사물의 정확한 거리 정보가 필요한 자율주행차, 드론, 로봇 등 다양한 전자기기에 적용해 사람의 눈 역할을 하는 핵심 부품이다.

광위상배열은 레이저 빛을 이용한 3차원 영상센서인 라이다(LiDAR)의 차세대 구조로 주목받고 있다. 연구팀은 전기적으로 빛의 방향을 조절하는 '광위상배열' 소자를 실리콘 기반으로 크기는 작으면서 내구성이 높은 형태로 만들었다. 하지만 광위상배열은 수평방향으로 스캐닝할 수 있으나, 수직방향으로 스캐닝하려면 레이저 빛의 파장을 바꿔줘야 하는 기술적 어려움을 안고 있다.

연구팀은 파장변조 광원을 사용하는 기존 광위상배열을 발전시켜 빛을 수직·수평 방향으로 쉽게 조절할 수 있는 단일파장 광원으로 만들어 넓은 범위의 2차원 스캐닝이 가능한 초소형, 저전력 광위상배열 칩을 개발했다.

이 칩은 잠자리 눈 정도의 크기로, 작게 만들 수 있어 3차원 영상 센서의 소형화를 구현했다. 특히 3차원 영상 센서 기능뿐 아니라, 확보한 3차원 영상 데이터를 원하는 방향으로 무선전송하는 기능도 수행할 수 있어 고화질·대용량 영상정보를 전자기기 간 자유롭게 통신할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 김성환 박사과정생은 "앞으로 후속 연구를 진행해 3차원 반도체 영상센서의 핵심 기술을 국산화하는 데 노력하겠다"고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@