좁쌀 크기 3차원 영상 센서 칩 개발

좁쌀 크기 3차원 영상 센서 칩 개발

 

● 자율 주행차. 드론. 로봇. 스마트폰에 활용 기대

 

한국과학기술원(KAIST)은 전기 및 전자공학부 박효훈 교수 연구팀이 나노종합기술원과의 공동 연구를 통해 3차원 영상 센서 핵심 기술인 실리콘 기반 광 위상배열 칩을 개발했다고 2019년 01월 22일 밝혔다. 3차원 영상 센서는 2차원 이미지에 입체감 있는 거리 정보를 추가해 주는 장치이다.

 

자율 주행 자동차, 무인 비행 장치(드론), 로봇, 안면 인식 기능 스마트폰 등 다양한 기기에서 눈 같은 역할을 하는 핵심 부품이다. 업계에선 레이저 빛을 이용한 3차원 영상 센서인 라이다(light detection and ranging, LiDAR)를 주목한다. 다만, 라이다는 주먹 정도의 비교적 큰 데다 고장 가능성이 상존한다. 2차원 영상 센서로 3차원 스캐닝을 하는 기계적 방식을 사용하기 때문이다. 대안으로 손꼽히는 것이 광 위상 배열이다.

 

실리콘 기반의 광 위상 배열은 크기가 작고 내구성이 높다. 기존 반도체 칩을 제작하는 설비를 활용할 수 있다는 장점도 있다. 연구팀은 파장 변조 광원을 사용해야 하는 기존 광 위상 배열을 발전시켜서 단일 파장 광원으로 넓은 범위의 2차원 스캐닝을 할 수 있도록 했다. 반도체 공정을 통해 광 위상 배열 구조로 제작한 이번 센서는 잠자리 눈 정도 크기로 작다.

 

3차원 영상 센서를 소형화할 수 있다는 뜻이다. 데이터를 원하는 방향으로 무선 전송하는 기능도 탑재해 고화질·대용량 영상 정보를 전자 기기 간 자유롭게 통신할 수 있다. 유종범 박사는 "3차원 영상 센서를 스마트폰에 장착해 얼굴 인식이나 증강 현실 서비스 등에 지원할 예정"이라며, "3차원 반도체 영상 센서 핵심 기술의 국산화를 위해 더 노력하겠다"고 말했다. 한국과학기술원(KAIST) 김성환 박사 과정과 나노종합기술원 유종범 박사가 주도한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '옵틱스 레터스'(Optics Letters) 2019년 01월 15일 온라인판에 실렸다.